Desarrollo de membranas compuestas de paladio mediante electroless pore-plating para la producción de hidrógeno de alta pureza
Fecha
2021
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Editor
Universidad Rey Juan Carlos
Resumen
Las emisiones de dióxido de carbono de carácter antropogénico,
generado principalmente por el uso masivo de combustibles fósiles en los
sectores industrial, energético y de transporte, son una de las principales
causas responsables del deterioro progresivo del medio ambiente generado
por el calentamiento global. En este contexto, resultan críticas la promoción
del uso de energías renovables y la mejora de la eficiencia energética de
multitud de procesos químicos e industriales para lograr reducir los actuales
niveles de emisiones de CO2. El uso de hidrógeno como vector energético
limpio se presenta como una de las alternativas más prometedoras para
facilitar esta transición energética, ya que puede obtenerse mediante diversas
tecnologías a partir de materias primas, como gran parte de los residuos
orgánicos y el agua. Sin embargo, en la mayoría de los casos este gas no se
obtiene con la pureza requerida en ciertas aplicaciones, como por ejemplo
las pilas de combustible tipo PEM para generación de energía eléctrica, dado
que típicamente se encuentra mezclado con elementos como nitrógeno,
vapor de agua u óxidos de carbono, entre otros. Por consiguiente, siempre es
necesaria una etapa adicional de purificación aguas abajo del reactor o del
equipo de producción general. Esta separación puede llevarse a cabo
mediante una etapa independiente a través de diversas tecnologías,
principalmente, destilación criogénica, absorción por cambio de presión o
mediante el uso de membranas selectivas. Estas últimas permiten su
acoplamiento en la propia etapa de reacción, conocida como reactor de
membrana, de forma que las etapas de reacción química y separación se
llevan a cabo de manera simultánea en una misma unidad. El uso de este
tipo de dispositivos puede proporcionar importantes ventajas competitivas
en comparación con los esquemas tradicionales de proceso, pudiendo
destacar el posible desplazamiento del equilibrio químico en reacciones
reversibles para la mejora del rendimiento y conversión, una buena
escalabilidad para diferentes niveles de producción, la posibilidad de operar
a condiciones de operación más suaves, o la propia intensificación del
proceso al requerir un menor número de equipos. Todo ello permitiría reducir
tanto los costes de operación, asociados a las menores necesidades
energéticas del proceso, como los costes fijos por el menor número de
equipos necesarios en comparación con un proceso en dos etapas.
Descripción
Tesis Doctoral leída en la Universidad Rey Juan Carlos de Madrid en 2021. Directores: José Antonio Calles Martín y
Alicia Carrero Fernández
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