¿Cuánta energía se necesita y cuánta se emite (balance de energía) en la combustión de hidrógeno?

No estoy tan familiarizado con la combustión de hidrógeno, sino con las aplicaciones como los motores de combustión interna alimentados con hidrógeno, pero pondré mis dos centavos.

La reacción de combustión del hidrógeno con oxígeno puro es la siguiente:

2 H2 + O2 → 2 H2O + 572 kJ

De la ecuación anterior se puede ver que la energía emitida es 286 kJ / mol de hidrógeno.

En casos no ideales, tenemos algunos otros gases que afectan la combustión, pero como estamos interesados ​​en la combustión del hidrógeno, es aconsejable descuidarlos.

Esta reacción generalmente se inicia por una chispa y después de la reacción inicial, la química se propaga. Por ejemplo, en los motores de combustión interna alimentados con hidrógeno, utilizamos una bujía para iniciar la combustión.

En comparación con el metano (puede considerarse como gas natural en términos simples) y la gasolina, el hidrógeno tiene el mayor “valor de calentamiento más bajo”, liberación de energía / calor, de 119.7 MJ / kg, donde el metano y la gasolina tienen el valor de 46.72 y 44.79 respectivamente. A pesar de tener el valor más alto, el hidrógeno tiene sus propios inconvenientes, como el almacenamiento.

Para una explicación más detallada, hay muchas fuentes en Internet para aplicaciones específicas, no dude en consultar especialmente los motores de búsqueda académicos.

La combustión de hidrógeno es 2H2 + O2–> 2H2O

El enlace HH tiene 432 kj / mol

El enlace O = O tiene 494 kj / mol

El enlace HO tiene 459 kj / mol

Energía total = 2 (HH) + (O = O) -2 (HO) = 440 kj / mol

Entonces, la combustión de hidrógeno libera 440 kj / mol.

Los valores de calentamiento más bajos y más altos dependen de si el vapor de agua producido no se considera o se considera en la energía indicada.

Valores de calentamiento más altos (HHV) y más bajos (LHV) para hidrógeno

HHV MJ / kg – 141.8

HHV BTU / lb – 61,000

HHV kJ / mol – 286

LHV MJ / kg – 119,6