CONFERENCIA:CONFERENCIA:
El hidrógeno como combustibleEl hidrógeno como combustible
Dr. D. José Manuel Fernández ColinasDr. D. José Manuel Fernández ColinasProfesor Titular de Química InorgánicaProfesor Titular de Química Inorgánica
Decano de la Facultad de QuímicaDecano de la Facultad de Química
UNIVERSIDAD DE OVIEDOUNIVERSIDAD DE OVIEDO
IES “PANDO”: 15 de noviembre de 2010IES “PANDO”: 15 de noviembre de 2010
El hidrógeno como combustible
IES “Pando” de OviedoDiciembre 2010
Necesidades energéticas
Transporte
En 2050 el parque automovilístico se habrá triplicado(2200 millones devehículos)
El 97 % del combustibleconsumido en los medios
de transporte procedede crudos de petróleo
Población estimada en 20501470468924 habitantes
Población estimada en 20501619582271 habitantes
Combustible: crudos del petróleo.
Reacción química: combustión
“CxHy” + n O2 x CO2 + y/2 H2O
+ energía
C O2 CO2
Ciudad de México
co2
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
1.0 M CuSO4 1.0 M ZnSO4
Cu
Construcción de una pila
Zn
Cu2+ Cu2+
SO42- Cu2+
SO42-
Cu2+ SO42-
SO42-
Zn2+ Zn2+
SO42- SO4
2-
Zn2+ Zn2+
SO42- SO4
2-
No hay paso de corriente. Circuito abierto
Puente salinoKCl en agar
Cu
1.0 M CuSO4
Zn
1.0 M ZnSO4
Cu Se
deposita en el
electrodo
Zn se disuelve
CátodoCu+2 + 2e- Cu
ÁnodoZn Zn+2 + 2e-
-+2e-2e-
Pila galvánica• Cátodo (+)
REDUCCIÓN Cu+2 + 2e- Cu
• Ánodo (-)OXIDACIÓN Zn Zn+2 + 2e-
• Reacción totalZn + Cu+2 Zn+2 + Cu
¡Reacción espontánea que genera una corriente eléctrica!
Cu
1.0 M CuSO4
Zn
1.0 M ZnSO4
CátodoCu+2 + 2e- Cu
ÁnodoZn Zn+2 + 2e-
-+
Sustituímos la bombilla por un voltímetro
1.1 volts
El hidrógeno como combustible
Energía Obtenciòn de dihidrógeno
Almacenamiento
Transporte
USOS
H2
Materia prima más abundante: H2O
O
HH
Energía
H2O
Energía
Electrolisis
H2 + 1/2 O2
Pila
Energía
H2O + ENERGÍA = H2 + ½ O2
H2
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 queel combustible que está siendo reemplazado. Además de disiparse rápidamente en la atmósfera si se fuga, el hidrógeno, en contraste conlos 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 cualquiertamaño: 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.
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