COMBUSTIBLES SOLARES Y PROCESOS INDUSTRIALES A ALTA TEMPERATURA

SOLTER H: Generación de hidrógeno a partir de energía solar térmica de alta temperatura

Participantes: Hynergreen y CIEMAT.

Contacto: Victoria Gallardo; victoria.gallardo@hynergreen.abengoa.com

Contacto PSA : Alfonso Vidal, alfonso.vidal@ciemat.es

Financiación: Proyecto de cooperación financiado por programa PROFIT del MEC. Presupuesto total: 987 k€. Presupuesto CIEMAT sin incluir personal: 286 k€.

Duración: 1 de enero de 2004 – 31 de Marzo de 2009

Motivación: Los ciclos termoquímicos, son los procesos en los que se tiene depositada mas confianza como solución a medio-largo plazo para la producción masiva de H2 limpio a partir de energía solar.
Los ciclos termoquímicos plantean la gran ventaja de permitir realizar la disociación de la molécula de agua en varias etapas, generándose H2/O2 en diferentes etapas. A modo de ejemplo se resume un ciclo termoquímico basado en la utilización de ferritas de Ni-Mn, que es objeto de estudio en el proyecto SOLTERH:

La utilización de óxidos mixtos (ferritas) presenta algunas ventajas importantes, ya que es un ciclo sencillo que permite rebajar considerablemente la temperatura de regeneración del material. La generación de hidrógeno se basa en la creación artificial de defectos en la estructura del óxido.

Objetivos: El Proyecto SolterH tiene como principal objetivo demostrar la utilidad del binomio energías renovables - vector hidrógeno, concretamente la energía solar térmica, y su uso para la producción de un hidrógeno limpio y renovable, a partir del empleo adecuado de un recurso ilimitado y abundante como es el sol. Como objetivo final, el proyecto SOLTERH se plantea el diseño, desarrollo y evaluación de un sistema capaz de producir hidrógeno a partir de energía solar térmica de alta temperatura, que consistiría en el ensayo de un reactor solar de 5 kW en la Plataforma Solar de Almería.

Durante el año 2009 se realizaron los ensayos en el Horno Solar de Almería utilizando la ferrita de Ni comercial suministrada por la empresa Sigma-Aldrich.
Los primeros ensayos iban encaminados a determinar las cantidades de O2 e H2 en base a nuestra experiencia en el laboratorio.  Ls etapas se pueden resumir en líneas generales:

Fig. 1 Evolución de O2 y H2 en el primer ciclo termoquímico con NiFe2O4.

Los resultados en este primera campaña, desde el punto de vista tanto de la producción de hidrógeno como de la relación H2/O2, quedan lejos de los obtenidos en el laboratorio (Fig. 1). Estos resultados podrían deberse a los fenómenos observados durante los ensayos de agregación de las ferritas, así como de adherencia de las partículas de ferrita en las paredes del reactor, que va en aumento con el tiempo de reacción y el resultado es una pérdida de eficiencia transferencia de masa y energía entre las partículas del lecho. Se están estudiando diferentes alternativas a los materiales utilizados para paliar los problemas encontrados.