Caracterización, control y operación de una fuente de hidrógeno de media presión basada en materiales formadores de hidruros.
La tendencia de los últimos 40 años de diversificar la matriz energética, utilizando formas de generación más sustentables, hacen necesario contar con un vector de energía que permita almacenar y transportar la energía en forma segura y limpia. Dispositivos basados en el uso de Materiales Formado...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2012
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/349/1/1Somoza.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | La tendencia de los últimos 40 años de diversificar la matriz energética,
utilizando formas de generación más sustentables, hacen necesario contar con un
vector de energía que permita almacenar y transportar la energía en forma segura y
limpia. Dispositivos basados en el uso de Materiales Formadores de Hidruro (MFH)
son una alternativa prometedora para ello. En el grupo Físico Química de Materiales,
CNEA, se han desarrollado diversos dispositivos para el estudio y aplicación de estos
materiales. En el año 2009, se diseñó y construyó una fuente portátil basada en un
MFH, LaNi_5, para suministrar hasta 3 g de hidrógeno a presiones entre 3 y 60 bar,
dependiendo de su temperatura, sin necesidad de recarga.
En este trabajo se realizó una evaluación crítica del diseño original de la fuente,
prestando especial atención a los aspectos de control, seguridad y operación del
dispositivo. Se realizó una caracterización completa de su funcionamiento en
situaciones similares a las de operación, en la que se determinó: la relación entre
presión de la fuente y temperatura interna; procesos de carga y descarga,
observando que la refrigeración es el principal limitante para los tiempos de carga;
métodos para estimar la fracción de carga; disposición espacial interna del LaNi_5
mediante el uso de la neutrografía, técnica novedosa a nivel local (Argentina) y
mundial para caracterizar este tipo de dispositivos. Se detectó la necesidad de
implementar un sistema de control y seguridad que mantuviese la presión constante,
independientemente del flujo requerido por el usuario, y que sacara automáticamente
de servicio al dispositivo cuando se producía un evento indeseado. Para ello, se
diseñó un sistema electrónico dedicado que, procesando los datos de temperatura y
presión de la fuente, actúa para establecer la presión de salida en el valor
seleccionado por el usuario.
Estando este sistema en operación, con provisión de un flujo de hasta 16 sccm,
la presión de salida se controla entre 1 y 40 bar, con 0,1 bar de resolución y
variaciones no mayores al 2% para presiones menores a 5 bar y al 0,5% para el
resto de los casos. Con el control funcionando, no se alcanzaron si
indeseadas de presión o temperatura. Cuando estas condiciones fueron forzadas
externamente, el sistema de seguridad se accionó siempre.
Los procedimientos diseñados para la caracterización de la fuente resultaron
útiles para el entendimiento de su funcionamiento y para el estudio de futuros
dispositivos con fines similares. El sistema de control implementado posibilita la
operación segura y confiable del dispositivo en condiciones normales de laboratorio. |
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