ÁMBITO
Producción de hidrógeno
Nivel de Madurez
TRL 4
Nivel de Desarrollo
Prototipo
Reformador de alcoholes con reactor catalítico de membrana con sistema de control
Entidad:
Se ha desarrollado una planta piloto a escala laboratorio de un reformador de mezclas de alcoholes en agua para producir hidrógeno a partir de reacciones catalíticas. La producción de hidrógeno se realiza en un reactor catalítico de membrana equipado con membranas metálicas Pd–Ag que consigue producir y purificar el hidrógeno en una única operación unitaria.
A partir de los resultados experimentales obtenidos en condiciones operativas reales, se han podido desarrollar modelos predictivos del comportamiento del reactor catalítico de membrana, que nos ha permitido implementar un controlador Proporcional Integral (PI) con el fin de controlar de forma muy cuidadosa y robusta la consigna producción de hidrógeno fijada desde el panel de control informático del reformador.
Reto que resuelve
Producción de hidrógeno in situ de manera controlada a partir de la introducción controlada de caudales de mezclas agua/metanol dentro del reactor catalítico de membrana (core del proceso), obteniendo un caudal de hidrógeno 100% puro con el que podemos alimentar una pila de combustible, con una operación sostenida del sistema.
Respuesta muy robusta del software desarrollado, compatible con la demanda de un stack de pilas de combustible que podrían dar electricidad a un vehículo. El prototipo permite simplificar la producción in situ en vehículos, donde era necesario que tras el reactor catalítico de reformación se acoplaran múltiples reactores catalítico para la purificación de hidrógeno, a partir de reacciones de oxidación preferencial de CO, que añadían una complejidad superior a los sistemas diseñados.
Ámbito de aplicación
Puede tener interés en el sector de la producción de hidrógeno – industria de la energía, con aplicaciones de almacenamiento de energía y vehículos de hidrógeno. La reformación del metanol con vapor de agua es un proceso de interés relevante para la industria de la automoción.
Publicaciones principales
- A. Cifuentes, L. Soler, R. Torres, J. Llorca. Methanol steam reforming over PdZn/ZnAl2O4/Al2O3 in a catalytic membrane reactor: An experimental and modelling study. International Journal of Hydrogen Energy 2022, 47, 11574-11578.
- A. Cifuentes, M. Serra, R. Torres, J. Llorca. Experimental Control of a Methanol Catalytic Membrane Reformer. Reactions 2023, 4, 702–712
Proyectos relacionados
- HYNTERCAT. Ref. PID2021-124572OB-C31. Títol: Tecnologías energéticas del hidrógeno impulsadas por ingeniería de interfaz de catalizadores amorfos/cristalinos. Entitat finançadora: MICINN. Investigadors principals: Lluís Soler i Jordi Llorca
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