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Sobre la noticia de la pildora de hidrógeno


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nirgal

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¿Alguien tiene una ampliación de los datos que aporta?
........como la composición de dicha pildora.... o su viabilidad como almacenamiento masivo de energía, cuanta vida util tiene........
Si se recarga con NH3... ¿que capacidad de obtención de dicho compuesto tenemos?¿y su precio en caso de producción masiva?.......
Es un tema interesante desde el punto de vista ecológico al menos en cuanto a transporte público se refiere..... aunque el amoniaco y sus vapores tóxicos generarían algunos serios problemas.

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dani

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Supongo que ya lo habrás visto, pero te paso los dos enlaces que vi yo:

¡enlace erróneo!

¡enlace erróneo!
Un saludo,

dani
http://indarki.blogia.com

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isgota

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Buenas a todos.

A ver si puedo arrojar un poco de luz sobre lo de la pildora de hidrógeno (sobre todo PPP que parece que solicitaba más información en un comentario de la noticia), que en realidad es una pildora de amoniaco, dado que uno es ingeniero químico y debería tener unos ciertos conocimientos de este campo.

Todas las referencias que voy a citar las podeis encontrar en el libro "Química. Raymond Chang. 4ª Edición. Editorial MCGraw-Hill". Es un libro de química general que podreis encontrar en cualquier biblioteca de ciencias.

Veamos... Dado que las pastillas estan compuestas de cloruro de magnesio, según se comenta en la noticia de "tendencias21.net", a mi no me sorprende que el amoniaco pueda quedar retenido en él, porque el amoniaco es una molécula que tiene caracter polar y tiene un orbital con exceso de electrones, lo que puede ayudar a que interaccione con sales y a la formación de complejos (Chang, pags. 395, 403 y 929 a 931). Supongo que la interacción se producira entre los H de la molecula del NH3 y el cloro y, por otro lado, el orbital de electrones se va a ligar al magnesio.

Asi que de una forma resumida estamos metiendo un gas (amoniaco) en un sólido de la misma forma que un terrón de azúcar puede absorver café con solo tocar un punta del terrón sobre el líquido. Esto era algo que no se podía conseguir con las moléculas de hidrógeno que no son polares ni tienen electrones libres o con enlaces que puedan interactuar facilmente (de hecho, los procesos de purificación del hidrógeno se basan en adsorver las otras moléculas que lo acompañan a partir de su fabricación por gas natural, como el agua, CO2, nitrógeno, etc.)

Para recuperar el NH3 en la sal a mi solo se me ocurren 2 vías prácticas que dependerían de cuan fuerte fuese la unión entre el amoniaco y la sal:

Si la interacción es relativamente débil (lo que se conoce como fisisorción) podría ser suficiente con calentar la sal, de forma que liberaría el amoniaco de forma parecida a una evaporación (a la presión del equilibrio del recipiente y tomando una cantidad de calor similar). Se podría usar el calor residual producido por el motor o la celda de combustible para realizar este calentamiento.

Si la interacción es tan fuerte que se dan enlaces químicos (quimisorción) entonces la única forma de liberar el amoniaco para su uso es haciendo reaccionar quimicamente el complejo sal-amoniaco.

La durabilidad de la sal también depende de lo anterior. Liberando solo por calentamiento la duración de la sal puede ser de muchos ciclos, mientras que por reacción química duraría bastante menos y habría que volverla a fabricar.

De todas formas, aunque fuese necesario fabricar cantidades importantes de cloruro de magnesio para este uso hay en los mares 19,35 g de cloro y 1,29 g de magnesio por kilo de agua, lo cual los hace ser bastante abundantes dado que hay unos 1,5 x 10^21 litros (o kilos aprox.) de agua salada en el planeta (Chang, pag. 529).

De momento me voy a quedar aqui. Otro día os comento como transformar el amoniaco en hidrógeno listo para actuar como combustible. Solo un comentario para saciar la curisidad de PPP sobre el catalizador... No se necesita ningún catalizador maravilloso ni novedoso, de hecho acaba de cumplir los 100 años funcionando perfectamente.

Hasta pronto.



El camino de los mil pasos empieza con un solo paso (proverbio chino).

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PPP

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Gracias, Isgota, por los detalles de la posible reacción de los posibles diferentes compuestos, ya que los promotores no han ofrecido muchos detalles más.

De todas formas, intentando salir de la pura reacción química, de los orbitales y de los enlaces posibles, creo que el asunto hay que verlo en un contexto más amplio: el de un invento que se presenta como un prometedor sistema para obtener hidrógeno en grandes cantidades, de forma que un depósito convencional de ¿pastillas de cloruro de magnesio? ¿amoniaco? ¿Compuesto de dos depósitos, uno de pastillas y otro de amoniaco, con un sistema de mezcla adecuado? peroporcione autonomía suficiente a un coche convencional (1.500-2.000 kilos sin/con carga) para moverse 600 Km sin repostar. Y dar la sensación de que el sistema puede extrapolarse a la flota mundial de vehículos de motor de explosión (que supera ya los mil millones) y hacer posible la revolución de la "economía dle hidrógeno". De eso es de lo que estábamos tratando, más que de saber si el cloruro de magnesio reacciona con el amoniaco y en qué medida libera o no H2

Y esos datos, sobre cantidades, volúmenes, reacciones generales, mecanismos de obtención masiva de las materias primas (¿magnesio? ¿Cloro? ¿amoniaco?) siguen estando muy oscuras, así como la duración de los medios en que se producen esas reacciones y del coste de producir los catalizadores y su duración cuando provocan o promueven las reacciones mencionadas.

Saludos

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Víctor

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No soy un entendido, pero he leído varios artículos al respecto que coinciden en que estas pastillas o píldoras precisan de un calentamiento del proceso para liberar el hidrógeno, el amoníaco, etc. ¿Estoy en lo correcto?


Si la interacción es relativamente débil (lo que se conoce como fisisorción) podría ser suficiente con calentar la sal, de forma que liberaría el amoniaco de forma parecida a una evaporación (a la presión del equilibrio del recipiente y tomando una cantidad de calor similar). Se podría usar el calor residual producido por el motor o la celda de combustible para realizar este calentamiento.


¿Alguien puede decirme qué fuente de calor calentará la sal que aquí cita "isgota"? Si hablamos del calor residual, deberíamos hablar antes del calor inicial que conlleva a ese calor residual, ¿no? Pues, ¿qué calor, cuánto calor, durante cuánto tiempo y de dónde vendría el calor necesario previo al comienzo del ciclo? Y lo digo no sólo pensando en grandes automóviles, sino también en grandes máquinas.

Gracias.

Un saludo
Víctor











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nirgal

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Encontré una web con más información (y debate) sobre el tema y las reacciones químicas implicadas.

http://www.thewatt.com/modules.php?name=News&file=article&mode=nested&sid=763


On Wednesday Denmark researchers wrote an article in the Journal of Materials Chemistry saying that they have found a hydrogen storage material that surpasses the targets set by the Department of Energy for the year 2015. The hydrogen storage system is based on metal ammine complexes, they tested Mg(NH3)6Cl2. This material is a salt that can be compacted into a pellet to obtain a high volumetric density. At elevated temperatures, between 77-347C, the ammonia (NH3) is released and it is fairly simple to produce H2 and N2 from that released ammonia. The solid state hydrogen storage is completely reversible, meaning that the depleted salt MgCl2 can easily be regenerated into Mg(NH3)6Cl2. But there's more...






Src: C. Christensen et al, J. Mater. Chem. 7th September 2005


From the article: "The only drawback is that metal ammine complexes deliver hydrogen in the form of ammonia. This can be used directly as fuel for a solid oxide fuel cell without further reaction."

There wouldn't be much point in using this system to run a solid oxide fuel cell though because SOFCs are primarily used for stationary applications and the ammonia might as well be trucked to the location of the SOFC instead. Hydrogen storage is mostly required for polymer electrolyte fuel cells (PEMFC) that most people think will power their car some day.

This hydrogen storage material though only releases hydrogen with an energy input of 43KJ/mol (to releases the ammonia) + 32KJ/mol (to convert ammonia into hydrogen) = 75KJ/mol. Although the PEM fuel cell reactions are exothermic (meaning they give off heat) there would not be enough heat released by these reactions even if the PEM fuel cell was operating at 700C, which it can't because of material constraints.

The following table shows the waste energy generated by the PEM fuel cell reactions (H2+1/2O2 -> H2O):


Temperature-dS KJ/mol(entropy)-Q KJ/mol(heat released)-Required KJ/mol-% of H2 energy content
100C..............-0.0466..........................-17.38...............-57.62....................23.8%
300C..............-0.0507..........................-29.05...............-45.95....................18.9%
500C..............-0.0533..........................-41.20..............-33.8......................13.9%
700C..............-0.0549..........................-53.42..............-17.38.....................7.2%



Where the "required" column is the energy required to extract hydrogen from this hydrogen storage technique after using the waste heat generated by the fuel cell and the "% of H2 energy content" column is how much energy would be taken away from the hydrogen due to the fact that energy must be put into the system to release the hydrogen.

So what this means is that if the PEM fuel cell could operate at 300C (which it can't at the moment), then this hydrogen storage system would reduce the energy content of the hydrogen that it produces by 19%. Much better than liquefied hydrogen which requires about 50% of the energy content of hydrogen. But I think that the PEMFC as it is today is dead, because it has to be able to operate at elevated temperatures to minimize the energy losses of these hydrogen storage technologies.

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Víctor

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Hola, nirgal:

Según esto:
"At elevated temperatures, between 77-347C, the ammonia (NH3) is released and it is fairly simple to produce H2 and N2 from that released ammonia."
parece que se requiere elevada temperatura para comenzar el proceso de extracción del hidrógeno de las pastillas de amoníaco. No pone claro (o no se verlo) de dónde sale la fuente de energía que genera ese calor inicial.

Según esto otro:
"Temperature-dS KJ/mol(entropy)-Q KJ/mol(heat released)-Required KJ/mol-% of H2 energy content
100C..............-0.0466..........................-17.38...............-57.62....................23.8%
"
Creo entender que la temperatura para un mayor aprovechamiento energético es de 100ºC. Es la temperatura mínima, no imagino cómo se producirían las otras temperaturas que pone el artículo. Cerca de 100ºC es a lo que llega normalmente la temperatura de un motor de explosión (al menos según el indicador).

Pero esa temperatura la ocasiona la gasolina. ¿Qué ocasiona esos 100ºC en las pastillas?

Un saludo
Víctor













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nirgal

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Hola Victor...
Creo que la temperatura (energía) la aportaría la posterior reacción química del H... pero claro, necesitaría un "motor de arranque" del sistema para que calentase las sales y se empezase a liberar el NH3 (y luego el H).... ¿como sería ese motor?.... ¡ni idea!
Ni siquiera sé si la reacción en la pila de H sería suficiente para compensar el gasto de calentar las sales y producir energía en suficientes cantidades para, por ejemplo, desplazar un vehículo.

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nirgal

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Encontré la web de la empresa que han creado los investigadores daneses:

¡enlace erróneo!

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