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Tecnologías de Hidrógeno y Pilas de Combustible

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LOS NÚMEROS DEL HIDRÓGENO
 

1. Densidad:

0,0899 kg/Nm3 (gas)

0,0708 kg/l (liquido)

2. Poder calorífico inferior: 120 MJ/kg
                          superior: 141,86 MJ/kg
3. Límites de explosión: 4,0 - 75,0 % (concentración de H2 en aire)
4. Límites de detonación: 18,3 - 59,0 % (concentración de H2 en aire)
5. Capacidad calorífica específica:

Cp=14,199 KJ/(kg·K)

Cv=10,074 KJ(kg·K)

6. Coeficiente de difusión: 0,61 cm2/s
 Factor de compresibilidad de acuerdo a la siguiente tabla:

Presión (Bar)

1

50

100

150

200

250

300

350

Factor de compresión

1

1,032

1,065

1,089

1,132

1,166

1,201

1,236

Presión (Bar)

400

500

600

700

800

900

1000

Factor de compresión

1,272

1,344

1,416

1,489

1,560

1,632

1,702

Ejemplo de aplicación del factor de compresibilidad: 1 botella (de las convencionales) de 50 litros a 200 bar de hidrógeno contiene a 0ºC: 0,050 m* 200 / 1,132 = 8,834 Nm3

 EQUIVALENCIAS

 HIDRÓGENO - ENERGÍA

Masa H(kg)

H2 gas  (Nm3)

H2 líquido1  (litros)

Energía2  (MJ)

Energía2  (kW·h)

1

=

11,12

=

14,12

=

120

=

33,33

0,0899

=

1

=

1,270

=

10,8

=

3,00

0,0708

=

0,788

=

1

=

8,495

=

2,359

0,00833

=

0,0926

=

0,1177

=

1

=

0,278

0,0300

=

0,333

=

0,424

=

3,6

=

1


1 El hidrógeno es líquido a presión atmosférica por debajo de 20,39 K

2 Basado en poder calorífico inferior

 CAUDAL DE HIDRÓGENO – POTENCIA ELÉCTRICA

Kg/h de H2

Nm3/h de H2 gas

litros/h de H2 líquido1

Potencia2  (kW)

1

=

11,12

=

14,12

=

33,33

0,0899

=

1

=

1,270

=

3,00

0,0708

=

0,788

=

1

=

2,359

0,00833

=

0,0926

=

0,1177

=

0,278

0,0300

=

0,333

=

0,424

=

1

1 El hidrógeno es líquido a presión atmosférica por debajo de 20,39 K

2 Basado en poder calorífico inferior


Ejemplos:

1.Un electrolizador con un rendimiento del 85% que produzca 10 Nm3 por hora, tiene un consumo eléctrico de 35,29 kW (10·3,00/0,85), y consume 8,091 kg de agua por hora (10·0,0899·(18/2)).

2.Una pila de combustible de 10 kW que tenga un rendimiento global del 45%, consume 7,40 Nm3 por hora de H2(10·0,333/0,45), o 0,667 kg/hora de H2 (10·0,030/0,45), y produce 6,00 kg de agua a la hora (0,667·(18/2)).

 

COMPARATIVA HIDRÓGENO - OTROS COMBUSTIBLES

Valor energético basado en poder calorífico inferior

1 kg de H2 ↔ 2,78 kg de gasolina ↔ 2,80 kg de gasóleo ↔ 2,40 kg de metano ↔ entre 2,54 y 3,14 kg de gas natural (dependiendo de la composición del GN) ↔ 2,59 kg de propano ↔ 2,62 kg de butano ↔ 6,09 kg de metanol

1 litro de H2 líquido ↔ 0,268 litros de gasolina ↔ 0,236 litros de gasóleo ↔ 0,431 litros de metanol

1 litro de H2 (a 350 bar) ↔ 0,0965 litros de gasolina ↔ 0,0850 litros de gasóleo ↔ 0,240 litros de metano (a 350 bar) ↔entre 0,3 y 0,35 litros de gas natural (a 350 bar) ↔ 0,117 litros de propano (a 350 bar) ↔ 0,127 litros de butano (a 350 bar) ↔ 0,191 litros de metanol

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