Diseño de un reactor solar fotocatalítico para la producción de hidrógeno

Abstract

Actualmente se está trabajando con microreactores que aprovechan la radiación solar ultravioleta para la producción de hidrógeno y para ello disponen de un catalizador semiconductor. Experimentalmente se ha demostrado que la presencia de este catalizador hace que el rendimiento de estos fotoreactores sea mayor al esperado, por lo que se piensa que dicho catalizador podría hacer que otras longitudes de ondas del espectro solar, además de la ultravioleta, sean óptimas para la producción de hidrógeno. Este proyecto plantea diseñar un fotoreactor que se adapte a una placa de leds multiespectral, de modo que permita reproducir de manera más exacta en el laboratorio el comportamiento de este tipo de reactores ante la radiación solar. Previo a este diseño se ha llevado a cabo un estudio experimental con un fotoreactor no diseñado específicamente para dicha fuente, con el fin de detectar posibles mejoras que se podrían aplicar en el diseño del nuevo fotoreactor. Tras dichos análisis quedó demostrado como la temperatura influía positivamente en la producción de hidrógeno, por lo que se estableció que el nuevo reactor además de adaptarse al tamaño de la fuente con el fin de aprovechar al máximo la energía proporcionada por la misma, también debía ser adecuado para poder realizar un análisis en un rango mayor de temperaturas y con un control más preciso de la misma para poder analizar en profundidad la influencia de la temperatura en la actividad. Por otro lado con el objetivo de que este nuevo microreactor operara bajo las condiciones de flujo laminar, dirigido y altamente simétrico, con una distribución fluidodinámica homogénea a lo largo de los diferentes canales, se ha realizado un modelado CFD del microreactor. Finalmente teniendo en cuenta los resultados obtenido en el laboratorio y en el modelado CFD se ha diseñado un microreactor con capacidad para controlar la temperatura y que presenta un comportamiento homogéneo en la entrada de cada canal.