El primer reactor químico termodinámicamente reversible capaz de producir hidrógeno como una corriente de producto puro representa un paso "transformacional" hacia adelante en la industria química, afirman los autores de un nuevo estudio.
El nuevo reactor, descrito en la revista académica Química de la naturaleza , evita mezclar gases reactivos al transferir oxígeno entre las corrientes de reactivo a través de un depósito de oxígeno en estado sólido.
Este depósito está diseñado para permanecer cerca del equilibrio con las corrientes de gas que reaccionan a medida que siguen su trayectoria de reacción y, por lo tanto, retiene una 'memoria química' de las condiciones a las que ha estado expuesto.
El resultado es que el hidrógeno se produce como una corriente de producto puro, eliminando la necesidad de una separación costosa de los productos finales.
Dirigido por la Universidad de Newcastle, Reino Unido, la investigación involucró a expertos de las universidades de Durham y Edimburgo y del Centro Europeo de Radiación Sincrotrón en Francia, y fue financiado por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas EPSRC.
El profesor Ian Metcalfe, autor principal y profesor de ingeniería química en la Universidad de Newcastle dijo :
"Los cambios químicos generalmente se realizan a través de reacciones mixtas mediante las cuales se mezclan múltiples reactivos y se calientan. Pero esto conduce a pérdidas, conversión incompleta de reactivos y una mezcla final de productos que necesitan separarse.
"Con nuestro Reactor de memoria de hidrógeno podemos producir productos puros y separados. Se podría llamar el reactor perfecto".
Elemento más abundante en el universo
El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo. Producido a través de la división de las moléculas de agua, el cambio hacia la energía renovable ha llevado a un aumento en el llamado 'hidrógeno verde'.
El hidrógeno es un almacén de energía limpio y útil y puede usarse como combustible para generar electricidad y puede almacenarse y transportarse a través de las redes de gas.
Todos los procesos, ya sean químicos, mecánicos o eléctricos, son termodinámicamente irreversibles y son menos eficientes de lo que podrían ser.
Esto significa que en los reactores químicos tradicionales, cuando se produce hidrógeno, debe separarse de otros productos, un proceso que es costoso y a menudo requiere mucha energía.
Describiendo su nuevo sistema, el equipo demostró un reactor químico capaz por primera vez de acercarse a la operación termodinámicamente reversible.
Al reaccionar el agua y el monóxido de carbono para generar hidrógeno y dióxido de carbono, el sistema también evita que el carbono sea transportado a la corriente de producción de hidrógeno como monóxido de carbono o dióxido de carbono, evitando así la contaminación del producto.
'Volteando el depósito un poco como un interruptor, el equipo demostró que es posible alcanzar una alta conversión en el sistema para que el dióxido de carbono y el hidrógeno se produzcan en cualquier extremo del reactor como productos puros.
"Mientras que la producción de hidrógeno convencional requiere dos reactores y una separación, nuestro reactor realiza todos los pasos en una unidad", agrega el profesor Metcalfe.
"Y si bien demostramos el concepto con hidrógeno, el concepto del reactor de memoria también puede aplicarse a otros procesos"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Newcastle . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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