Producción, purificación y almacenamiento de Hidrógeno. Modelado y Optimización

Importancia – Se considera al H2 un combustible ideal y un excelente vector energético por su carácter potencialmente renovable, alta eficiencia de conversión, naturaleza no contaminante y porque puede obtenerse a partir de materias primas abundantes. Ambientalmente, es un combustible limpio ya que su oxidación produce vapor de agua liberando la energía química almacenada en el enlace H-H. Energéticamente, presenta la máxima relación energía/peso entre los combustibles líquidos y sólidos, aunque una baja relación energía/volumen.

Problemática – Dado que el H2 no es una fuente primaria sino un transportador de energía, que no se encuentra libre en la naturaleza sino combinado químicamente, es necesaria su producción. Según la materia prima y fuente de energía utilizada para ello, se tienen procesos “100% renovables”, “100% fósiles” o “híbridos”. Su transporte y almacenamiento es complejo y su producción y purificación presentan interesantes desafíos tecnológicos si se analiza la sustentabilidad de los procesos involucrados. Esta problemática se abordará mediante el modelado y optimización de la cadena de producción, purificación y almacenamiento de H2 a partir del reformado de bioalcoholes o procesos biológicos (bio-hidrógeno), desarrollando inicialmente modelos simplificados de los eslabones para optimizar la cadena completa. Se considerarán progresivamente modelos más detallados de los eslabones en función de dos aspectos: convergencia numérica del problema de optimización planteado inicialmente, e identificación de los eslabones más críticos de la cadena que requieran mayor detalle y esfuerzo de modelado.

Objetivos

  • Abordar el modelado y optimización de la producción, purificación y almacenamiento de H2 desde la perspectiva de la ingeniería conceptual basada en modelos de procesos, empleando herramientas y métodos de la ingeniería de sistemas de procesos.
  • Determinar el diseño óptimo de la cadena integrada para escenarios que se observan en situaciones tecnológicas concretas.
  • Analizar eficiencia energética, económica y ambiental de cada etapa e investigar el rango de aplicación en que los procesos sean eficientes energéticamente y factibles operativa y económicamente.
  • Abordar el tratamiento formal con criterios de óptimo económico, energético y/o ambiental para síntesis, diseño, operación y análisis del proceso integrado.

Contacto: Dr. Miguel C. Mussati (ra.vo1548118638g.tec1548118638inoc-1548118638efatn1548118638as@it1548118638assum1548118638m1548118638); Dr. Diego G. Oliva (ra.vo1548118638g.tec1548118638inoc-1548118638efatn1548118638as@av1548118638ilod1548118638)