Aprovechamiento de residuos de aluminio industrial para la obtención controlada de hidrógeno mediante la reacción aluminio-agua
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Data publicació2016-12-14
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Abstract
La aparición de vehículos que funcionan con pilas de combustible
tipo PEM (membrana de intercambio de protones)
plantea la necesidad de proporcionar hidrógeno de alta
pureza de forma dosificada y a baja presión. Actualmente
se suministra mediante pesadas bombonas de hidrógeno a
alta presión, 350 a 700 bar, que requieren de reguladores de
presión, estrictos controles de seguridad y mantenimiento.
Dicho hidrógeno proviene mayoritariamente del reformado
del gas natural, gas no renovable. Una opción más segura
y renovable a este sistema consiste en la obtención de hidrógeno,
in situ, a partir de la reacción aluminio-agua en un
medio alcalino, a ser posible de residuos de aluminio. Un
problema que se plantea es la dificultad de obtener con este
sistema un caudal constante de hidrógeno, de gran pureza
y de evitar la precipitación del Al(OH)3 en la superficie del
aluminio, si este queda en seco, lo que retardaría el reinicio
de la reacción. Se describe en este artículo, un nuevo
proceso para la obtención de hidrógeno, a partir de residuos
de aluminio, de forma controlada por dosificación
de agua, a partir de la reacción aluminio-agua en medio
alcalino, utilizando un alcohol. El alcohol cubre en todo
momento el aluminio, evitando la precipitación de Al(OH)3
en su superficie, estabilizando la reacción y filtrando el
hidrógeno. En esta investigación, en primer lugar se ha
estudiado el comportamiento de diferentes alcoholes: etanol,
alcohol isopropílico, 1,2-propanodiol, y 1,2-etanodiol,
obteniéndose que el alcohol isopropílico es el más adecuado
para estos fines. Posteriormente, y utilizando este
alcohol isopropílico, se han comparado y determinado la
molaridad de NaOH que permite la obtención de caudales
y rendimientos de hidrógeno mayores. También se ha analizado
y comparado el caudal de hidrógeno obtenido para
aluminio puro 99,7 % granulado (<1mm) y para diferentes
virutas y residuos de aluminio procedentes de diversos
procesos industriales. Finalmente, se ha estimado la relación
entre el caudal de agua dosificada en el reactor y el
caudal de hidrógeno obtenido, suponiendo que siempre
exista suficiente superficie activa de aluminio para una reacción
completa. Con estos datos, se ha determinado la
pureza del hidrógeno y del hidróxido de aluminio Al(OH)3
resultante tras el filtrado y extracción a partir del residuo
generado, NaAl(OH)4.
CitacióMujal, R. Aprovechamiento de residuos de aluminio industrial para la obtención controlada de hidrógeno mediante la reacción aluminio-agua. "Afinidad: revista de química teórica y aplicada", 14 Desembre 2016, vol. LXXIV, núm. 576, p. 269-277.
ISSN0001-9704
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