Los investigadores proponen un nuevo concepto de "hidricidad" destinado a crear una economía sostenible no solo generando electricidad con energía solar sino también produciendo y almacenando hidrógeno a partir de agua sobrecalentada para la producción de energía durante todo el día.
"El concepto de hidricidad propuesto representa una solución innovadora potencial para la generación de energía continua y eficiente", dijo Rakesh Agrawal, profesor distinguido Winthrop E. Stone de la Universidad de Purdue en la Facultad de Ingeniería Química, que trabajó con el estudiante de doctorado en ingeniería química Emre Gençer y otrosinvestigadores ". El concepto ofrece una oportunidad emocionante para visualizar y crear una economía sostenible para satisfacer todas las necesidades humanas, incluyendo alimentos, productos químicos, transporte, calefacción y electricidad".
El hidrógeno se puede combinar con el carbono de la biomasa agrícola para producir combustible, fertilizantes y otros productos.
"Si puede tomar prestado carbono de la biomasa disponible de manera sostenible, puede producir cualquier cosa: electricidad, productos químicos, calefacción, alimentos y combustible", dijo Agrawal.
Los resultados se detallan en un trabajo de investigación que aparece esta semana 14 de diciembre en la edición temprana en línea de Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
Hydricity usa concentradores solares para enfocar la luz solar, produciendo altas temperaturas y sobrecalentando el agua para operar una serie de turbinas de vapor generadoras de electricidad y reactores para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno se almacenaría para usar durante la noche para recalentar el agua y hacer funcionar elturbinas de vapor, o podría usarse para otras aplicaciones, produciendo cero emisiones de gases de efecto invernadero.
"Tradicionalmente, la producción de electricidad y la producción de hidrógeno se han estudiado de forma aislada, y lo que hemos hecho es integrar sinérgicamente estos procesos y al mismo tiempo mejorarlos", dijo Agrawal.
El PNAS el documento fue escrito por Gençer; el ex estudiante de posgrado de ingeniería química Dharik S. Mallapragada; Francois Marechal, profesor e ingeniero de procesos químicos de la Ecole Polytechnique Federale de Lausanne en Suiza; Mohit Tawarmalani, profesor y Allison y Nancy Schleicher, Presidente de Administración enPurdue's Krannert School of Management; y Agrawal.
En el sobrecalentamiento, el agua se calienta mucho más allá de su punto de ebullición, en este caso de 1,000 a 1,300 grados Celsius, produciendo vapor a alta temperatura para operar turbinas y también para operar reactores solares para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.
"En el proceso continuo, producimos hidrógeno y electricidad durante el día, almacenamos hidrógeno y oxígeno, y luego, cuando la energía solar no está disponible, usamos hidrógeno para producir electricidad usando un ciclo de energía de hidrógeno basado en una turbina", Tawarmalani"Debido a que podríamos operar las 24 horas, las turbinas de vapor funcionan continuamente y no se requieren paradas y reinicios. Además, nuestro proceso combinado es más eficiente que el proceso independiente que produce electricidad y el que produce y almacena hidrógeno".
El sistema se ha simulado utilizando modelos, pero no ha habido ningún componente experimental en la investigación.
"Se muestra que la eficiencia general de sol a electricidad del proceso de hidricidad, promediada durante un ciclo de 24 horas, se acerca al 35 por ciento, que es casi la eficiencia obtenida al usar las mejores células fotovoltaicas junto con las baterías", dijo Gençer"En comparación, nuestro proceso propuesto almacena energía termoquímicamente más eficientemente que los sistemas convencionales de almacenamiento de energía, el hidrógeno coproducido tiene usos alternativos en las industrias de transporte químico-petroquímico y, a diferencia de las baterías, la energía almacenada no se descarga con el tiempo yel medio de almacenamiento no se degrada con los usos repetidos "
Agrawal dijo: "El concepto combina procesos ya desarrollados por otros investigadores al mismo tiempo que mejora estos procesos existentes. Los sistemas diurnos y nocturnos utilizarían gran parte del mismo equipo, lo que les permitiría segmentar sin problemas, lo que representa una ventaja sobre otras bateríasbasadas en tecnologías solares ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Original escrito por Emil Venere. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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