Suponiendo una eficiencia del 50% para el proceso, esperaría que se produjeran 79 kW-hr / kg de [math] H_2 [/ math]. [1] Como la fórmula del agua es [matemática] H_2O [/ matemática], se consume un mol de agua por cada mol de gas de hidrógeno producido. La masa molecular del gas hidrógeno es 2.016 moles / g, y la masa molecular del agua es 18.015 moles / g.
79 kW-h / kg-hidrógeno * (1 kg-hidrógeno / 2016 moles-hidrógeno) * (1 mol-hidrógeno / 1 mol-agua) * (18015 moles-agua / kg-agua) = 79 * 18015/2016 = 710 kW-hr / kg-agua = 710 kW-hr / litro de agua .
Salida industrial
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La eficiencia de los generadores de hidrógeno modernos se mide por la energía consumida por volumen estándar de hidrógeno (MJ / m3), asumiendo la temperatura y presión estándar del H2. Cuanto menor sea la energía utilizada por un generador, mayor será su eficiencia; un electrolizador 100% eficiente consumiría 39.4 kilovatios-hora por kilogramo (142 MJ / kg) de hidrógeno , [20] 12,749 julios por litro (12.75 MJ / m3). La electrólisis práctica (usando un electrolizador giratorio a una presión de 15 bar) puede consumir 50 kilovatios-hora por kilogramo (180 MJ / kg) y otros 15 kilovatios-hora (54 MJ) si el hidrógeno se comprime para su uso en automóviles de hidrógeno. [ 21]
Los vendedores de electrolizadores proporcionan eficiencias basadas en la entalpía. Para evaluar la eficiencia declarada de un electrolizador es importante establecer cómo fue definido por el proveedor (es decir, qué valor de entalpía, qué densidad de corriente, etc.).
Hay dos tecnologías principales disponibles en el mercado, electrolizadores alcalinos y de membrana de intercambio de protones (PEM). Los electrolizadores alcalinos son más baratos en términos de inversión (generalmente usan catalizadores de níquel), pero menos eficientes; Los electrolizadores PEM, por el contrario, son más caros (generalmente usan catalizadores metálicos caros del grupo del platino) pero son más eficientes y pueden operar a densidades de corriente más altas y, por lo tanto, pueden ser más baratos si la producción de hidrógeno es lo suficientemente grande.
Las eficiencias de trabajo reportadas fueron para alcalinas en 1996 que se encontraban en el rango del 50-60% para los electrolizadores más pequeños y alrededor del 65-70% para las plantas más grandes. [22] La eficiencia teórica para los electrolizadores PEM se pronostica hasta en un 94%. [23] Los rangos en 2014 fueron 43–67% para el alcalino y 40–67% para el PEM, deberían progresar en 2030 a 53–70% para el alcalino y 62–74% para el PEM. [20]
Notas al pie
[1] Electrólisis del agua – Wikipedia
