¿Las celdas de combustible de hidrógeno son más eficientes y / o efectivas que las celdas de combustible de metanol?

Una celda de combustible que funciona con gas hidrógeno es más eficiente que una celda de combustible que funciona con un reformador. Un reformador debe reformar primero un “combustible” como el metanol, para extraer el hidrógeno que se utilizará. Esto requiere energía para producir el calor necesario para comenzar el proceso de reforma y, de hecho, también para ejecutar el equilibrio de la planta, como bombas, ventiladores y controladores.

Hay una explicación más aquí:

Cómo funcionan los sistemas basados ​​en reformadores – SOLUCIONES INNOVADORAS DE HIDRÓGENO

La razón por la cual los reformadores son populares se debe a la logística relativamente más fácil de transportar un combustible líquido, en un recipiente de plástico, en comparación con un cilindro de hidrógeno comprimido grande y pesado.

Como comparación, 1 litro de metanol diluido (1/3 diluido con agua) proporcionaría 1 kW de hora de energía en comparación con 1 m2 de gas hidrógeno.

La eficiencia está en el ojo del espectador.

Una descripción básica de la tecnología de pila de combustible

Reformado de metanol para aplicaciones de celdas de combustible: desarrollo de catalizadores de Cu-Zn-Al que contienen circonia

Metanol + vapor → Dióxido de carbono + hidrógeno

Balance de masa

32 g / mol + 18 g / mol = 44 g / mol + 6 g / mol

Volúmenes de líquidos.

33 g / mol / 0.791 g / cc = 40.45 cc / mol de metanol

6 g / mol / 0.070 g / cc = 85.71 cc / mol de reactivo.

El metanol es más fácil de manejar que el hidrógeno líquido y tiene una mayor densidad de energía volumétricamente.

El hidrógeno no usa carbono y es gravimétricamente mucho más denso en energía que el metanol, lo que proporciona rangos muy altos para los aviones.

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Un híbrido lleno de hidrógeno alimentado por celdas de combustible de oxígeno de hidrógeno que licúan el oxígeno del aire y lo usan como lastre renovable mientras mantienen una reserva de hidrógeno líquido a bordo para mantener la flotabilidad tendría un rango fantástico.

El LMH1 de Lockheed tiene un rango de 1400 mm, puede levantar 21 toneladas y 19 pasajeros y utiliza 16.1 toneladas de combustible para impulsar cuatro motores Diesel de 300 hp con un 38% de eficiencia.

734.16 GJ de energía química

278,98 GJ de energía mecánica.

199.27 MJ / milla náutica a 60 nudos.

Ahora, con un 85% de combinación eficiente de motor eléctrico de celda de combustible y la misma carga de combustible de 16.1 toneladas con hidrógeno líquido, tenemos 141.86 GJ / tonelada

2,283.94 GJ de energía química

1.941,25 GJ energía mecánica

Alcance de 9,742.3 millas náuticas.

Casi al otro lado del mundo.

Se necesitan 6,7 días para llegar a 60 nudos.

1,285,000 pies cúbicos cuestan $ 110,000 para llenar con helio a $ 85 por mcf. solo $ 2,000 en hidrógeno.

La ebullición del hidrógeno líquido en un intercambiador de calor que licúa el oxígeno y lo almacena a bordo mientras suministra oxígeno puro e hidrógeno a las celdas de combustible y almacena el agua producida permite un medio para controlar la flotabilidad al expandir la envoltura que carga el lox y el agua o contraer el volcado de la envoltura salmón ahumado y agua.

Un cambio del 20% en la dimensión del globo proporciona un cambio del 73% en la flotabilidad.

71,23 kg / h de hidrógeno produce 642,07 kg / h de agua y un volumen de envoltura reducido de 797,8 metros cúbicos a STP. Esto reduce el desplazamiento 957.3 kg a STP a menos que se reemplace hirviendo más hidrógeno para reemplazarlo.

El motor BMW Hydrogen 7 podría reemplazar a los motores Diesel. Esto reduciría el alcance a aproximadamente 4.500 millas náuticas.

La única referencia a la eficiencia de la pila de combustible de metanol que pude encontrar es esta https://www.google.com/url?sa=t&amp ; …

Este artículo pone la eficiencia total del sistema en 20-30 por ciento, que es algo más bajo que el 40 por ciento típico citado para las celdas de combustible de hidrógeno PEM.

Cuando tenía colegas que trabajaban en el campo DMFC, realmente no estaban tan preocupados por la eficiencia como por la portabilidad y la densidad de energía.

El hidrógeno es mucho menos SEGURO … no sé acerca de eficiente.

Es muy difícil usar un gas difícil de comprimir que está listo para matarlo.

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