Concepto Hydricity, la vuelta al reloj por una Economía Sostenible

Investigadores proponen un nuevo concepto “hydricity”, dirigido a la creación de una economía sostenible, no sólo por la generación de electricidad con energía solar, sino también la producción y almacenamiento de hidrógeno a partir de agua sobrecalentada para la producción de energía, durante todo el día.

“El concepto hydricity propuesta representa una solución innovadora potencial para la generación de energía continua y eficiente”, dijo Rakesh Agrawal, Winthrop E. Stone Profesor Distinguido de la Universidad de Purdue, en la Escuela de Ingeniería Química, que trabajó con la ingeniería química estudiante de doctorado Emre Gencer y otros investigadores. “El concepto ofrece una emocionante oportunidad de imaginar y crear una economía sostenible para satisfacer todas las necesidades humanas, incluyendo alimentos, productos químicos, el transporte, la calefacción y la electricidad”.

El hidrógeno se puede combinar con el carbono de la biomasa agrícola para producir combustible, fertilizantes y otros productos.

“Si usted puede pedir prestado el carbono de la biomasa sostenible disponibles usted puede producir cualquier cosa: la electricidad, los productos químicos, la calefacción, la comida y el combustible”, dijo Agrawal.

Hydricity utiliza concentradores solares para enfocar la luz solar, produciendo altas temperaturas y sobrecalentamiento del agua para operar una serie de turbinas de vapor y reactores de generación de electricidad para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno se almacena para su uso durante la noche para sobrecalentar agua y ejecutar las turbinas de vapor, o podría ser utilizado para otras aplicaciones, la producción de emisiones de gases de efecto invernadero es cero.

“Tradicionalmente la producción de electricidad y la producción de hidrógeno se han estudiado de forma aislada, y lo que hemos hecho es sinérgica integrar estos procesos y al mismo tiempo la mejora de ellos”, dijo Agrawal.

Ex estudiante graduado de ingeniería química Dharik S. Mallapragada; François Maréchal, profesor e ingeniero de proceso químico de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, en Suiza; Mohit Tawarmalani, profesor y Allison y Nancy Presidente Schleicher of Management de Krannert School of Management de Purdue; y Agrawal.

En sobrecalentamiento, el agua se calienta mucho más allá de su punto de ebullición en este caso de 1000 a 1300 grados Celsius la producción de vapor a alta temperatura para funcionar turbinas y también para operar reactores solares para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.

“En el proceso de la vuelta al reloj que producimos hidrógeno y electricidad durante el día, almacenar el hidrógeno y el oxígeno, y luego, cuando la energía solar no está disponible se utiliza hidrógeno para producir electricidad a partir de un ciclo de hidrógeno energía basada en la turbina”, dijo Tawarmalani. “Debido a que podríamos operar durante todo el día, las turbinas de vapor funcionan continuamente y paradas y reinicios no son necesarios.

Además, nuestro proceso combinado es más eficiente que el proceso independiente que produce electricidad y la que produce y almacena el hidrógeno.”

El sistema se ha simulado mediante modelos, pero no ha habido un componente experimental para la investigación.

“La eficiencia global del sol en electricidad del proceso hydricity, como promedio durante un ciclo de 24 horas, se muestra al acercarse el 35 por ciento, que es casi la eficiencia alcanzada por el uso de las mejores células fotovoltaicas, junto con las baterías”, dijo Gencer. “En comparación, nuestro proceso propuesto almacena energía termo-químicamente de manera más eficiente que los sistemas de almacenamiento de energía convencionales, el hidrógeno coproducido tiene usos alternativos en las industrias de transporte-químico-petroquímicas, y diferencia de las baterías, la energía almacenada no se descarga con el tiempo y la medio de almacenamiento no se degrada con el uso repetido “.

Agrawal dijo: “El concepto combina procesos ya desarrollados por otros investigadores además de mejorar en estos procesos existentes. Los sistemas diurnas y nocturnas usarían gran parte del mismo equipo, lo que les permite segue sin problemas, lo que representa una ventaja frente a otros basados en la batería tecnologías solares “.

By Purdue University