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Calentamiento por hidrógeno: cómo funciona y qué hay en el mercado

Los sistemas de calefacción a base de hidrógeno y sus perspectivas futuras podrían ser la solución sostenible y económica. Averigüemos qué es.

Calentamiento por hidrógeno: cómo funciona y qué hay en el mercado

¿Qué es el calentamiento por hidrógeno?

El hidrógeno es el elemento más utilizado en la naturaleza, presente en todas las combinaciones orgánicas y también en el gas naturalcompuesto, de hecho, de hidrógeno y carbono. Un sistema de calefacción de hidrógeno proporciona calor y electricidad al entorno doméstico explotando un sistema de células de combustible de hidrógeno.

Hoy en día hay microgeneradores de células de combustible de hidrógeno del tamaño de una gran maleta.

Si el sistema de calefacción de hidrógeno se coloca en la proximidad inmediata de un caldera, se produce también agua caliente para uso sanitario. Células de combustible, de hecho, irradiar el calor suficiente para recalentar el agua por toda la casa.

Cómo funciona

Las células de combustible funcionan con hidrógeno. Utilizan para la cobustion loxígenoy el aire, sacándolo del aire, y el…hidrógeno, que, sin embargo, no está disponible en la naturaleza en su estado puro, sino que se extrae mediante reformando de gas natural, a través de un dispositivo específico.

Uno de los subproductos de esta combustión es el monóxido de carbono, muy venenoso y notorio por los trágicos accidentes que causó. Sin embargo, el sistema es capaz de extraer el oxígeno de nuevo, que se combina con el monóxido de carbono para crear dióxido de carbonoque no es peligroso si se inhala.

Las células de combustible garantizan reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un un tercio de los sistemas de calefacción actuales. Todo sin ser tan peligroso como una estufa de leña o un calentador de agua a gas. Sin embargo, su mayor desventaja es su los costos de producción, todavía muy altos.

Pero veamos más de cerca dónde estamos hoy.

Ventajas del calentamiento con hidrógeno

En comparación con una planta tradicional, la que utiliza el hidrógeno como combustible tiene varias ventajas.

  • Alta eficiencia en la generación de energía
  • La instalación es tan simple como la de una caldera de condensación compacta
  • Pequeño tamaño…
  • Bajas emisiones de CO2: hasta un 50% menos que los sistemas tradicionales de generación de energía y calor.
  • Tecnología segura y madura que se ha utilizado durante años en el Japón

El estado de la técnica hoy en día

El calentamiento por hidrógeno es todavía una realidad en evolución. Pocas empresas ofrecen sistemas que también puedan ser adquiridos por particulares y queda mucho por hacer. A menudo estamos todavía en una etapa de prototipo y numerosos grupos de investigación están trabajando en combinar el hidrógeno con otras fuentes de energía renovable.

Una idea que se está desarrollando es hidrógeno combinado con sistemas fotovoltaicos. Durante el día hay una producción de electricidad, que alimenta a un electrolizador que, por su parte, produce hidrógeno. Durante la noche y con la ayuda de una pila de combustible, elel hidrógeno se convierte en corriente eléctrica y calor.

El hidrógeno almacena entonces la energía solar para los períodos en que no hay sol.

También el CNR de Messina trabajó en un proyecto para una caldera de hidrógeno. Es un pila de combustible modificada para proporcionar calor y calentar el agua del sistema directamente.

ENFOQUE: Calefacción por suelo radianteventajas y desventajas

Ejemplos de sistemas de calentamiento por hidrógeno

Un primer ejemplo lo da Sidera-30, una propuesta de una compañía italiana – la Ici Boilers desde hace varias décadas, un especialista en generadores de calor para uso industrial y civil, para calentar casas que aún están en la etapa de prototipo. Aquí un planta de cogeneración (electricidad y agua caliente), capaz de trabajar además de la metano también con hidrógeno con una eficiencia del 80%, se coordina a través de unidades de control inteligentes, para actuar de forma diferente en cada apartamento.

El prototipo ya funciona dentro de un laboratorio de investigación y algunos edificios grandes. La idea técnica básica es, en general, bastante simple. Cuatro células de combustible forman el motor primario de la planta al convertir químicamente el hidrógeno en electricidad.. En el proceso de calentamiento son las células las que se calientan “como una estufa”, mientras que un sistema especial de refrigeración elimina el calor. Electricidad y calor juntos, entonces. Todo lo demás en Sidera está diseñado alrededor de este núcleo. El gas metano va a un reformador convirtiéndolo en hidrógenoy las células, a través de una intercambiador de calorestán conectados a una caldera para la producción de agua caliente.

Sin embargo, hay algunos límites económicos y técnicos que deben superarse. El membranas internas para la electrólisis de hidrógeno, hasta el día de hoy todavía tienen un la vida media de sólo dos años. Y en los electrodos, el platino sigue siendo esencial, un metal raro e hiper caro, pero que ha sido atacado por la industria mundial.

La caldera de hidrógeno de Viessman

Este fabricante ofrece un módulo de pila de combustible de hidrógeno, Vitovalor 300-P, para uso doméstico adecuado para su instalación en edificios nuevos. En la práctica es una central eléctrica en miniatura. De hecho, combina la producción de electricidad y la energía térmica.

El módulo consta de dos unidades, una que contiene el microgenerador de la pila de combustible y la otra una caldera de condensación de gas para gestionar las cargas máximas, acompañada de una caldera para la producción de agua doméstica.

Las dos unidades son compactas y de tamaño pequeño, cubriendo un área de 0,65 metros cuadrados.

El Vitovalor 300-P tiene una potencia térmica (20 kW) suficiente para cubrir todas las necesidades de energía gracias al uso de células de combustible solamente, pero la caldera de condensación de gas puede intervenir para complementar la producción. Al mismo tiempo, se suministra electricidad: hasta 15 kWh por día.

El microcogenerador utiliza un módulo de pila de combustible de Panasonic, que tiene experiencia en miles de instalaciones de este tipo en Japón.

La solución de Giacomini

En el frente corporativo, se presentó por primera vez KlimaHouse la primera caldera de hidrógeno para los hogares. Es la caldera piamontesa de H2ydrogem Giacomini.

Aunque los precios siguen pareciendo demasiado altos para su uso generalizado, se confía en que irán disminuyendo gradualmente.

Calentamiento de hidrógeno
H2ydrogem por Giacomini

En resumen, la energía del agua puede no ser una quimera en el futuro, aunque por ahora los costos sigan siendo prohibitivos para la mayoría.

Calentamiento por hidrógeno: las nuevas fronteras

¿Lo creería si le dijéramos que en los Estados Unidos hay personas que están dirigiendo la producción de generadores de energía de hidrógeno portátiles? Es exactamente así. En los últimos meses, se ha hablado mucho en el extranjero sobre iHOD Energypoduno generador de energía portátil alimentado por hidrógeno.

Es una pequeña esfera portátil, que utiliza pequeñas cápsulas que producen energía instantáneamente. ¿Pero cómo funciona? Las cápsulas contienen dos polvos inertes. Cuando se añade agua a la mezcla, se crea hidrógeno, que se introduce en el reactor para producir electricidad.

Equipado con enchufes estándar, también tiene 3 Puertos USB gracias a la cual es posible cargar varios dispositivos digitales.

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