Modelación numérica de un reactor de water-splitting termoquímico de dos etapas basado en un ciclo reducción-oxidación de óxido de cerio

Rojas Alvarado, Paula, Alegría Galetovic, Nicolás y Toledo Torres, Mario(2022) .Modelación numérica de un reactor de water-splitting termoquímico de dos etapas basado en un ciclo reducción-oxidación de óxido de cerio. XV Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica.En: Universidad Politécnica de Madrid. (2022-11-22)

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Título de la Conferencia XV Congreso Iberoamericano de Ingeniería Mecánica
Fecha de inicio de la Conferencia 2022-11-22
Fecha fín de la Conferencia 2022-11-24
Lugar de la Conferencia Universidad Politécnica de Madrid
Fecha de presentación de la Ponencia 2022
Numeros de las páginas Universidad Politécnica de Madrid
Titulo Modelación numérica de un reactor de water-splitting termoquímico de dos etapas basado en un ciclo reducción-oxidación de óxido de cerio
Autor(es) Rojas Alvarado, Paula
Alegría Galetovic, Nicolás
Toledo Torres, Mario
Materia(s) Energías Renovables
Ingeniería Mecánica
Resumen El cambio climático ha vuelto fundamental el proceso de descarbonización, donde aparece el hidrógeno verde como combustible alternativo. Este trabajo propone un modelo matemático para simular el proceso termoquímico de producción de hidrógeno verde mediante water-splitting, a partir de un reactor cilíndrico de medio poroso compuesto por óxido de cerio, el cual es irradiado solarmente. Las ecuaciones de conservación de masa, energía, especie química y de variación de concentración de vacancias, se resuelven mediante el método TDMA. La cinética de reacción para la etapa de reducción y oxidación se contrastan con datos experimentales de la literatura. Los resultados de producción de hidrógeno verde se encuentran entre 0.74-1.15 mol de H2, y se realiza un análisis de sensibilidad para determinar las variables relevantes del proceso. A lo largo del documento se presentan las características técnicas del reactor de medio poroso propuesto, el cual se encuentra actualmente en construcción.
Abstract Climate change has made the decarbonization process fundamental, where green hydrogen appears as an alternative fuel. This work proposes a mathematical model to simulate the thermochemical process of green hydrogen production by water-splitting, from a cylindrical reactor of porous medium composed of cerium oxide, which is solar irradiated. The conservation of mass, energy, chemical species and vacancy concentration variation equations are solved by the TDMA method. The reaction kinetics for the reduction and oxidation stages are contrasted with experimental data from the literature. The green hydrogen production results are found to be between 0.74-1.15 mol H2, and a sensitivity analysis is performed to determine the relevant process variables. Throughout the paper, the technical characteristics of the proposed porous media reactor, which is currently under construction, are presented.
Palabra clave water-splitting
ciclos termoquímicos
óxido de cerio
medios porosos
modelación computacional
hidrógeno verde
energía solar
Editor(es) Universidad Nacional de Educación a Distancia (España)
Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica
Fecha 2022
Formato application/ms-word
Identificador bibliuned:congresoCIBIM-2022UPMEspana-Projas
https://doi.org/10.5944/bicim2022.286
Idioma spa
Versión de la publicación publishedVersion
Nivel de acceso y licencia http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
info:eu-repo/semantics/openAccess
Tipo de recurso conferenceObject
Tipo de acceso Acceso abierto

 
Versiones
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Creado: Fri, 03 Feb 2023, 19:20:10 CET