Proyecto de investigación del uso de la electroquímica en motores impulsados por hidrógeno

Universidad Popular Autónoma Del Estado De Puebla [pic 1]

Proyecto de investigación del uso de la electroquímica en motores impulsados por hidrógeno.

Química general, Grupo: 10

CATEDRATICO:

Ing. Raciel Flores Quijano

Integrantes del equipo:

Alfredo Reyes Hernández

Arturo Ramírez

Rodrigo Marina

INTRODUCCIÓN

La industria energética y la relación del uso de la electroquímica para desarrollar diferentes fuentes de energía, en este caso para producir energía mediante la quema de hidrógeno han revolucionado la industria de motores para automóviles.  La electroquímica es una disciplina científica y tecnológica, una rama de la fisicoquímica que estudia las reacciones que se llevan a cabo en la intercara o interface formada entre un material conductor (por ejemplo, un metal) y un electrolito (especies químicas con carga y que permiten la conducción de corriente eléctrica). En la actualidad, mediante la implementación de celdas de combustible de hidrogeno aplicada al sector del motor de hidrogeno, el cual es una variación del carro eléctrico, puesto que funcionan de la misma manera, lo único y la gran diferencia es que la energía obtenida es producida por el hidrogeno y no energía recargada como los autos eléctricos convencionales.

El hidrogeno es elemento química más abundante y ligero del universo, representa y 75 % de la materia visible en el espacio es producido principalmente en la industria de hidrocarburos para el mejoramiento de combustibles fósiles, como por ejemplo en industrias petroquímicas o de conservación de energía renovable;  ya que mediante las reacciones producidas del hidrogeno y el oxígeno dentro de un motor, este combustible  no produce emisiones contaminantes, en vez de algún contaminante el resultante es vapor de agua, por eso es una innovación que llamó mucho la atención puesto que esto le dice adiós a uno de las fuentes más importantes de CO2 a la atmosfera, y aunque también el vapor de agua produce un efecto invernadero natural, su ciclo de vida es de unos cuantos días, como su nombre lo dice que es natural porque las nubes también generan su propio efecto invernadero con vapor de agua para mantener a una temperatura la tierra por eso el vapor de agua no afectará el cambio de temperatura en la tierra, tal como lo hace el CO2.

La industria creo este motor a base de dos partes, la primera de células de combustible o pilas de combustible (las cuales producen electricidad a base de reacciones químicas del hidrogeno, llamada combustión interna); la segunda parte se conforma por un motor eléctrico que hace posible el movimiento del vehículo, las células de combustible se convierten en el elemento de almacenamiento donde se transforma la energía;  en la actualidad las pilas de combustible son capaz de obtener 2kv por un litro de combustible, gracias a que el motor de hidrogeno se encuentra estructurado por una conexión en serie de hasta 200 células de combustible que cada una se dedica a transformar las variaciones de presión en variaciones de intensidad de corriente logrando una potencia buena al motor.

Las células del combustible están formadas por un cátodo y un ánodo dividas por una membrana central, cuando el hidrogeno llega a la membrana se produce una reacción química que lleva al hidrogeno a dividirse en electrones cargados negativamente y en iones cargados de energía positiva, los cuales se desplazan por la membrana, creando una corriente eléctrica, que hace que el motor se mueva, para después, se mezclen lo iones de hidrogeno con el oxígeno que se toma a partir de aire comprimido, formando agua en estado gaseoso, liberados por el tubo de escape.

Encontramos el proceso un poco más detallado de como funciona paso a paso y cómo es que está compuesto el motor:

“El proceso electroquímico resultante de mezclar oxígeno e hidrógeno se produce en la pila de combustible y genera energía eléctrica, además de agua. Mientras la electricidad resultante se almacena en las baterías para ir nutriendo el motor, el agua restante, en forma de vapor, se expulsa. Efectivamente, los coches de hidrógeno sólo emiten vapor de agua por el tubo de escape.

El procedimiento exacto y más esquematizado sería el que sigue:

El hidrógeno almacenado en los tanques abastece la pila de combustible.

Se inyecta aire (oxígeno) a las celdas de combustible que conforman la pila.

La reacción del oxígeno del aire y el hidrógeno almacenado dentro de las celdas genera tanto electricidad como agua.

La electricidad producida alimenta la batería, la cuál a su vez abastece al motor.

El agua sobrante se expulsa mediante el sistema de escape.

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Como vemos, los coches de hidrógeno cuentan con una mecánica con un notable elenco de actores: por un lado, el propulsor, por otro la pila de combustible, por otro las baterías y, finalmente, el tanque de hidrógeno.” (Otero, 2018).

Actualmente ya se encuentran en el mercado algunos carros con este nuevo método de propulsar un motor eléctrico, como todo tiene sus ventajas y sus desventajas. Las ventajas ya las hemos mencionado y la más fuerte por decirlo así es que no tiene emisiones contaminantes, lo cual es algo primordial porque en la actualidad las emisiones de CO2 hechas por el automóvil son demasiado grandes y han generado o ayudado al efecto invernadero de este gas provocando el calentamiento global, pero también tiene muchas desventajas y que es en donde es más duramente criticado, puesto que el sistema del motor no es tan “sencillo”, por decirlo así como el convencional de gasolina o diésel  el precio del vehículo se eleva considerablemente, además de que los puntos de venta de hidrógeno no son tan comunes y existen muy pocos aun.

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