Transcript CONFERENCIA: El hidrógeno como combustible Dr. D

CONFERENCIA:
El hidrógeno como combustible
Dr. D. José Manuel Fernández Colinas
Profesor Titular de Química Inorgánica
Decano de la Facultad de Química
UNIVERSIDAD DE OVIEDO
IES “PANDO”: 15 de noviembre de 2010
El hidrógeno como combustible
IES “Pando” de Oviedo
Diciembre 2010
Necesidades energéticas
Transporte
En 2050 el parque
automovilístico se
habrá triplicado
(2200 millones de
vehículos)
El 97 % del combustible
consumido en los medios
de transporte procede
de crudos de petróleo
Población estimada en 2050
1470468924 habitantes
Población estimada en 2050
1619582271 habitantes
Combustible: crudos del petróleo.
Reacción química: combustión
“CxHy” + n O2
C
O2
x CO2 + y/2 H2O
+ energía
CO2
co2
Ciudad de México
Soluciones:
• Consumir menos.
•Combustibles con menor
contenido en carbono
Descarbonización de los combustibles
• Madera: 10 átomos de carbono por uno de hidrógeno
• Carbón: 1-2 átomos de carbono por uno de hidrógeno
• Petróleo: 1 átomo de carbono por uno de hidrógeno
• Gas natural: 1 átomo de carbono por cuatro de hidrógeno
CADA NUEVA FUENTE DE ENERGÍA EMITE MENOS
CO2 QUE SU PREDECESORA.
La culminación de la descarbonización
es la utilización de hidrógeno como
combustible.
Generación química de
energía. Pilas
Construcción
de una pila
Circuito abierto
Cu2+
Cu2+
SO42-
Cu2+
SO42SO42-
Cu
Cu2+
SO42-
Puente salino
KCl en agar
No hay paso de corriente.
1.0 M CuSO4
Zn2+
Zn2+
SO42Zn2+
SO42Zn2+
SO42-
SO42-
Zn
1.0 M ZnSO4
2e-
Cu+2
+
Cátodo
+ 2e-  Cu
Cu
Se
deposita
en el
electrodo
-
2e-
Ánodo
Zn  Zn+2 + 2eZn se
disuelve
Cu
Zn
1.0 M CuSO4
1.0 M ZnSO4
Pila galvánica
• Cátodo (+)
REDUCCIÓN
Cu+2 + 2e-  Cu
• Ánodo (-)
OXIDACIÓN
Zn  Zn+2 + 2e-
• Reacción total
Zn + Cu+2  Zn+2 + Cu
¡Reacción espontánea que genera una corriente eléctrica!
Sustituímos la bombilla por un voltímetro
+
Cu+2
Cátodo
+ 2e- Cu
1.1 volts
Ánodo
Zn  Zn+2 + 2e-
Cu
Zn
1.0 M CuSO4
1.0 M ZnSO4
El hidrógeno como combustible
H2
Energía
Obtenciòn de
dihidrógeno
Almacenamiento
Transporte
USOS
Materia prima más abundante: H2O
Energía
O
H
H
Energía
Electrolisis
H2O
H2 + 1/2 O2
Pila
Energía
H2
H2O + ENERGÍA = H2 + ½ O2
ELECTRÓLISIS DEL AGUA
H2
½ O2
H2
ENERGÍA
SOLAR
El futuro es ya una realidad
Utilizar la tecnología del hidrógeno tiene muchas ventajas:
No produce contaminación ni consume recursos naturales.
El hidrógeno se toma del agua, se oxida y se devuelve al agua.
No hay productos secundarios ni tóxicos de ningún tipo que puedan
producirse en este proceso.
Seguridad. Los sistemas de hidrógeno tienen una historia de seguridad
muy impresionante. En muchos casos, el hidrógeno es más seguro que
el combustible que está siendo reemplazado. Además de disiparse
rápidamente en la atmósfera si se fuga, el hidrógeno, en contraste con
los otros combustibles, no es tóxico en absoluto.
Funcionamiento silencioso. En funcionamiento normal, la celda de
combustible es casi absolutamente silenciosa.
Larga vida y poco mantenimiento. Aunque las celdas de combustible
todavía no han comprobado la extensión de su vida útil, probablamente
tendrán una vida significativamente más larga que las máquinas
que reemplacen.
Modularidad. Se puede elaborar las celdas de combustible en cualquier
tamaño: tan pequeñas como para impulsar una carretilla de golf o tan
grandes como para generar energía para una comunidad entera. Esta
modularidad permite aumentar la energía de los sistemas según los
crecimientos de la demanda energética, reduciendo drásticamente los
costos iniciales.