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Una nueva tecnología genera hidrógeno de forma "sencilla y económica"


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nirgal

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Una nueva tecnología genera hidrógeno de forma sencilla y económica
Se obtiene haciendo reaccionar el agua con una aleación de aluminio y galio


Ingenieros de la Universidad de Purdue han perfeccionado una nueva tecnología con la que es posible generar hidrógeno de una manera sencilla y viable económicamente. La técnica consiste en “partir” el agua mediante una aleación de aluminio y galio, lo que genera hidrógeno. Según sus creadores, este método hace totalmente innecesario el almacenamiento o transporte de hidrógeno, ya que se puede generar en cualquier sitio. Además, tanto el aluminio como el galio usado pueden ser reutilizados. Estos dos características de esta tecnología hacen que la economía del hidrógeno está ahora un poco más cerca. Por Raúl Morales.


Ingenieros de la universidad de Purdue han desarrollado una tecnología que podría facilitar la producción de energía de forma barata y con un amplio potencial de aplicaciones, desde alimentar un submarino hasta sustituir la gasolina de los coches., informa la mencionada universidad en un comunicado.

Esta tecnología produce hidrógeno añadiendo agua a una aleación de aluminio y galio. Cuando el agua es añadida a esa aleación, el aluminio divide el agua atrayendo oxígeno y liberando hidrógeno .

Los investigadores de Purdue están desarrollando un método para crear partículas de esta aleación que puedan ser colocadas, por ejemplo, en un tanque para que reaccionen con agua y producir, de esa manera, hidrógeno bajo demanda.

El galio es un componente muy importante ya que impide la formación de una película de óxido sobre el aluminio. Esta película suele aparecer en la superficie del aluminio durante la oxidación y actúa como barrera, no dejando que el oxigeno reaccione con el aluminio. Reduciendo esta película protectora, la reacción sigue su curso hasta que todo el aluminio es usado para generar hidrógeno.

Las bases de esta tecnología ya fueron presentadas en mayo, pero los investigadores han desarrollado ahora una mejora de la aleación que contiene una mayor concentración de aluminio.

Dado que esta tecnología puede ser usada para generar hidrógeno bajo demanda, este método hace totalmente innecesario el almacenamiento o transporte de hidrógeno, dos de los mayores obstáculos para crear una “economía del hidrógeno”.

Además, el galio es un componente inerte, lo que quiere decir que puede ser recuperado y reutilizado.

Viable económicamente

“Esto es especialmente importante dado el alto precio que tiene este compuesto respecto a, por ejemplo, el aluminio”, afirma Jerry Woodall, que ha inventado el proceso. “Si el galio puede ser recuperado, este proceso es económicamente viable y más atractivo para su uso a gran escala. Asimismo, el galio puede ser de una pureza baja, que es mucho más barato que el galio puro, usado en la industria de componentes electrónicos”, puntualiza.

Por otro lado, cuando la aleación reacciona con el agua, el aluminio se convierte en óxido, también llamado alúmina, que puede ser reciclado y reconvertido en aluminio. El aluminio reciclado es más barato que extraerlo de la tierra, haciendo esta tecnología todavía más competitiva.

En investigaciones recientes, los ingenieros enfriaron rápidamente la aleación para generar partículas con un 28% de peso de aluminio y un 72% de peso de galio. El resultado es una aleación sólida que puede dividirse y que está preparada para reaccionar con el agua y formar hidrógeno, alúmina y calor.

Aleación 80-20

Siguiendo con este trabajo, los científicos de Pardue descubrieron que, enfriando la aleación despacio, las partículas que se producían contenían un 80% de aluminio y un 20% de galio.

“Las partículas hechas con esa aleación 80-20 son muy estables en aire seco y reaccionan muy rápidamente con el agua para formar hidrógeno”, señala Woodall. Esta aleación está siendo foco de muchas investigaciones y, bajo nuestro punto de vista, puede ser desarrollada en un material viable comercialmente para descomponer el agua”.

Esta tecnología tiene muchas aplicaciones potenciales. El método permite usar hidrógeno en lugar de gasolina para hacer funcionar motores de combustión interna en coches y camiones, por ejemplo. El único residuo que generarían entonces estos medios de transporte sería agua.

“Es tan simple como reconvertir los motores de combustión interna para que puedan funcionar con hidrógeno. Todo lo que hay que hacer es reemplazar el inyector de combustible por un inyector de hidrógeno”, dice Woodall.

Según sus datos, en Estados Unidos habría suficiente aluminio como para alimentar energéticamente a los norteamericanos durante 35 años.

Sin embargo, apuntan la necesidad de articular un programa de reciclado a gran escala para poder reconvertir la alúmina en aluminio y para recuperar el galio. Para ello habría que crear una infraestructura dedicada, como una planta nuclear o generadores de energía eólica.

Los investigadores saben ahora, sin embargo, que reciclar la alúmina es mucho más barato de lo que se había estimado en principio, ya que es posible usar un estándar de procesado ya existente. Usando este estandar se podría reciclar alúmina para crear aluminio a un precio capaz de competir con el de la gasolina.

Un largo recorrido

El camino para vislumbrar una posible “economía del hidrógeno” a partir de esta tecnología ha sido largo. Todo empezó en 1967, mientras trabajaba en una investigación para IBM, cuando Woodall descubrió que la mezcla de aluminio y galio producía hidrógeno si se mezclaba con agua.

Aquella investigación, que estaba centrada en el desarrollo de nuevos semiconductores para ordenadores, permitió avances en las comunicaciones a través de fibra óptica y tuvo aplicaciones prácticas en, por ejemplo, reproductores de DVD otros dispositivos lumínicos.




jueves 20 Septiembre 2007
Paul D. Morales


Engineers perfecting hydrogen-generating technology

Una nueva tecnología genera hidrógeno de forma sencilla y económica

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Némesis

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Creo que esto ya ha salido por aquí, hay un hilo en algún foro donde se habla de la generación de H2 con Al y Ga. De todas formas no me parece tan sencilla y económica. Si el mundo tuviera que depender del Galio, en vez del petróleo, la cosa estaría peor: por agua no habría problema, por aluminio no tengo datos, pero parece accesible... pero el galio...



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nirgal

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Bueno, no es exactamente eso. Pero sé a que te refieres.
El galio es un elemento escaso....pero no se pierde en las reacciones químicas de obtención de H2 del H2O. Se recupera para ser usado de nuevo.
Cabe pensar que no hay suficiente galio para instalar dicho sistema en cientos de millones de vehículos de transporte, pero es interesante que dicho sistema favorezca una situación donde la energía primaria eólica, solar,hidroeléctrica, ect.... acabe siendo usada para mover coches de combustión de H2.

¿Quien sabe? ahora es galio.... y aún así, podría ser rentable y muy interesante para el uso en flotas de transporte público. Y quizá mas adelante las investigaciones por éste camino lleven a compuestos y elementos mas abundantes.

Al menos Purdue da un claro ejemplo de que el Hidrógeno podría ser un vector energético de uso viable inmerso en una economía de fuentes de energía primaria diversificada:
Biomasa, eólica, solar termica y fotovoltaica, hidraulica, maremotriz....
A mí me vale como incentivo a la investigación por dicho camino, aunque claro, no como "solución". Por que no hay ninguna solución milagrosa al baratísimo (en terminos de obtención, no de coste medioambiental y geopolítico) petróleo.

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jarp

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A mi parecer, creo que si se incrementan las investigaciones sobre combustibles alternativos aparecerá muchos reactivos eficaces para ser usado como combustible, y sin necesidad de que sea Hidrogeno. Pensad que todos los compuestos tienen energía almacenada en sus enlaces moleculares, es decir, son pilas de energía. Esto abre un gran abanico de posibilidades, tantas como compuestos existen.



¿Les habéis dicho a vuestros hijos que les estamos robando el futuro?
www.paraloshijosdetushijos.org

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eduardo37

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A mi parecer, creo que si se incrementan las investigaciones sobre combustibles alternativos aparecerx muchos reactivos eficaces para ser usado como combustible, y sin necesidad de que sea Hidrogeno. Pensad que todos los compuestos tienen energxa almacenada en sus enlaces moleculares, es decir, son pilas de energxa. Esto abre un gran abanico de posibilidades, tantas como compuestos existen.


¿pero que puedan ser "reciclados" utilizando solo electricidad, como este sistema?


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eduardo37

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La tecnología subraya el valor del aluminio en la producción de energía.

“La mayor parte de la gente no se da cuenta de lo intensiva que es la energía del aluminio”, dijo Woodall. “Por cada medio kilo de aluminio obtienes más de dos kilovatios/hora de energía en forma de combustión de hidrógeno y más de dos kilovatios/hora del calor de las reacciones del aluminio con el agua. Un coche de tamaño medio con un tanque lleno de bolas de aluminio-galio, con cantidades un unos 175 kilos de aluminio, podría hacer un viaje de 560 kilómetros con un coste de 60 dólares, suponiendo que la alúmina sea convertida de nuevo en aluminio en una central de energía nuclear in situ.


Si por cada 1/2 kg de aluminio + agua (no dice cuánta) obtienes 2 kwh de H2 + 2 kwh en forma de calor + 02

entonces: ¿como se van a aprovechar esos 2 kwh de calor ya que es la mitad de la energía obtenida, y cuánta agua hay que llevar para esos 175 kg de bolitas de aluminio-galio ?

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Amon_Ra

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Tendreis que perdonar pero este tema ya se a tratado debatido y analizado en las ultimas partes o post ultimos del hilo Hidrogeno .
hidrogeno

A raiz de estos comentarios y debates el compañero Isgota abrio otro hilo para esta tecnologia o rama de la utilizacion del alumio con galio para diferenciarla de la general que habla de el hidrogeno en otras formas.
pilas y baterias aluminio_aire

Quien le interese el tema ya hay muco debatido en el primer hilo con calculos y datos links y demas.

Un saludo.



La energia mas limpia es la que no se usa

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eduardo37

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Amón: ta bien, la cita que pegué en mi mensaje anterior es del hilo del Hidrógeno, pero de todos modos son 3 cuestiones distintas. Por un lado tenemos la generación in situ de H2 con la reacción del aluminio con el agua que es lo específico de este hilo, luego tenemos el hilo del H2 que es general sobre ese gas y finalmente el de las baterías de aluminio-aire donde no aparece para nada el H2.

Anoche me quedé leyendo bastante sobre las susodichas bolitas y no me parece algo tan disparatado. La pega que le veo es si se desperdicia la mitad de la energía producida disipándose en forma de calor.

La alternativa creo que sería producir la reacción aluminio-aire, que por lo que pude leer es bastante violenta y exotérmica en el interior mismo del cilindro, luego de la compresión del aire. De ese modo funcionaría como un combustible y sea provecharía el calor de la reacción + el calor de la combustión del H2.

Ahora no me imagino que tipo de cilindros podrían permitir hacer todo en un solo paso: compresión de aire y luego inyección de agua + bolita de aluminio, y posteriormente la evacuación de la alúmina y el vapor de agua.

Pero aunque no fuera posible su uso en la automoción pienso que podría servir como método de acumulación de electricidad para aplicaciones estacionarias, lo cuál ya sería importante, por ejemplo para un sistema estacionario de acumulación de electricidad de origen eólico. Y con el calor excedente se puede calentar agua.

saludos.

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eduardo37

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Este es un listado de sustancias que reaccionan con agua. Muchas producen hidrógeno y por la temperatura que alcanzan, como la combinación potasio-agua, se produce la ignición del H2.

mtas.es -&nbspmtas Recursos e información.

¿no es posible producir el vapor directamente en el interior de un cilindro de un motor de vapor utilizando un reactivo como el sodio o el potasio, y luego recuperar el reactivo utilizando energía solar?

Con respecto a las bolillas de aluminio-galio supongo que debe ser peligroso que entren en contacto con agua o humedad, por lo que tendrán que estar en un depósito muy bien aislado.

Saludos.

PD: donde dije:
La alternativa creo que serxa producir la reaccixn aluminio-aire, que por lo que pude leer es bastante violenta y exotxrmica en el interior mismo del cilindro, luego de la compresixn del aire.


me refería a la reacción aluminio-agua.

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eduardo37

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Encontré una opinión que me parece conveniente considerar:

# tomás:
26 Mayo, 2007 @ 2:51 pm

Pros y contras: Ya sabemos que el balance energético será negativo y no hay que asustarse por ello. Hasta que se consiga la fusión, el H2 no será una fuente de energía, pero sí un vector como la electricidad y un almacén similar, p. e. al gas ciudad. El avance que puede conseguirse con el galio es importante, pero hay dos problemas no mencionados: 1º Por cada kg de aluminio obtenido a partir de la alúmina en proceso electrolítico -el mejor hasta ahora- se emiten unos 900 litros de CO2 por consunción de electrodo de carbono. Alguna solución habrá que buscar porque esto sucede en cada ciclo.
2º A los 160 kg de aluminio para recorrer los 560 km, hay que añadirles, curiosa coincidencia, otros tantos de agua. Es decir 320 kg de “combustible” total; no sólo 160.
Aun así es un paso más. Mi esperanza es una fotosíntesis artificial veloz y de alto rendimiento, o/y la fusión. Con todo habrá importantes problemas a resolver, porque hay que secuestrar CO2, entre otros. Mientras tanto, adelante con cualquier avance; será camino recorrido hacia una solución. Pero aún más importante: no la habrá sin ahorro energético. Que nadie se frote las manos aunque se consigan descubrimientos maravillosos como los mencionados, porque la verdadera solución no es tener más sino gastar muchísimo menos, y esto no es una prédica religiosa: es una realidad. Nada puede resolver un continuo incremento del gasto, y este consumo desbocado es nuestro auténtico problema.


A los 160 kg de aluminio hay que agregarle 160 kg de agua o sea 320 kg totales para esos 560 km, o sea menos de 2 km por kg. Y para a producción de 1 kg de aluminio a partir de alúmina se emiten 900 lts de CO2, según tomás.

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La reacción magnesio-agua produce calor + hidróxido de magnesio. ¿no es mejor aprovechar el calor con un Stirling y luego reciclar el hidróxido de mg?

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Franz no hace falta que que me postules para el premio "Puede que si- puede que no". Me postulo solo.

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