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sábado, enero 28, 2023

Hidrógeno verde a partir de residuos

La transformación de mezclas de residuos conteniendo CDR y biomasas mediante pirólisis térmica para la producción de hidrógeno es una alternativa innovadora y factible que puede ofrecer ventajas competitivas para el almacenamiento de energía.

Hidrógeno verde a partir de residuos. La pyme valenciana Greene, el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) y el Clúster de Energía de la Comunidad Valenciana (CECV) han desarrollado un proyecto innovador. Que combina dos aspectos de máxima actualidad en el sector energético como son la generación de energía a partir de hidrógeno verde y la economía circular.

Un proyecto innovador

El proyecto se denomina SIGEN2H2 – Investigación base en la generación de hidrógeno por medio de técnicas de gasificación a partir de mezclas de fracciones, rechazo de residuos que acaban en vertedero y modelos de simulación para su optimización.

La producción de hidrógeno a partir de residuos mediante los procesos termoquímicos de gasificación con H2O, pirólisis y craqueo (proceso integral de gasificación) es una alternativa a su generación con el empleo de combustibles fósiles. Mediante el reformado o el producido mediante electrólisis de agua.

Además de ser una fuente de energía renovable e inagotable, ya que el ser humano en su actividad diaria consume productos y materias primas de diversa índole. Y genera sus correspondientes residuos. La transformación de mezclas de residuos conteniendo CDR (combustible derivado de residuos), con diversos plásticos y biomasas mediante pirólisis térmica para la producción de hidrógeno, es, por tanto, una alternativa innovadora y factible. Que puede ofrecer ventajas competitivas para el almacenamiento de energía.

Métodos óptimos

El objetivo del proyecto ha sido la investigación base en los métodos óptimos de generación de hidrógeno a partir de mezclas de residuos, y tratados por medio de procesos de gasificación, que de otro modo acabarían en vertedero o incinerados. Como tecnologías de proceso, se ha combinado la pirólisis y gasificación con electrólisis SOEC (celda de electrolizador de óxido sólido) como coadyuvante para el aporte de hidrógeno y oxígeno. La información de operación del proceso de testeo de revalorización de residuos para obtención de H2 se ha utilizado para la creación de un modelo de simulación de la parte del proceso específica de generación de hidrógeno.

Se han realizado pruebas con residuos con diferente proporción de plásticos. Y se ha construido a escala de laboratorio una nueva configuración en donde se ha maximizado la producción de H2 con distintas configuraciones. optimizando las condiciones de pirólisis y gasificación para maximizar la formación de H2/CO que luego entrará a los siguientes procesos.

A continuación, se ha desarrollado un modelo de simulación del comportamiento electroquímicotérmico del proceso específico de generación de hidrógeno en un electrolizador de óxido sólido (SOEC) y se han realizado simulaciones para evaluar el proceso de obtención de hidrógeno bajo distintas condiciones de funcionamiento: temperatura, caudal de entrada de agua, densidad de corriente aplicada, presión, etc.

De la simulación a la realidad

De las simulaciones efectuadas se han obtenido las curvas de consumo específico de energía eléctrica, del rendimiento farádico del electrolizador SOEC, de las fracciones molares de cada reactivo (H2O) y producto (H2, O2) en el interior de los canales del electrolizador. Y se ha evaluado el comportamiento térmico de la corriente de gas en el cátodo y en la capa difusora de gases.

Con ello, se ha podido determinar la temperatura óptima de pirólisis para la producción de hidrógeno y la temperatura de craqueo, el catalizador con el que mejor resultado se obtiene y la producción estimada de hidrógeno, así como el consumo específico de energía eléctrica y rendimiento farádico para distintos valores de flujo de entrada de H₂O y temperatura de funcionamiento. Hidrógeno verde a partir de residuos.

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