ES2375136A1 - Generador de hidrógeno, motor de combustión interna que quema amoniaco, y célula de combustible. - Google Patents

Generador de hidrógeno, motor de combustión interna que quema amoniaco, y célula de combustible. Download PDF

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Abstract

Un generador de hidrógeno que comprende: una primera parte de conversión de amoniaco que tiene un material de generación de hidrógeno que reacciona con amoniaco en un primer intervalo de temperaturas para generar hidrógeno; una segunda parte de conversión de amoniaco que tiene un catalizador de descomposición de amoniaco que descompone amoniaco en hidrógeno y nitrógeno en un segundo intervalo de temperaturas; una parte de suministro de amoniaco que suministra amoniaco; y un conducto de suministro de amoniaco que suministra amoniaco de dicha parte de suministro de amoniaco a la primera y segunda partes de conversión de amoniaco; en el que el primer intervalo de temperaturas incluye temperaturas menores que las del segundo intervalo de temperaturas, y se genera hidrógeno a partir de amoniaco usando selectivamente la primera y segunda partes de conversión de amoniaco.

Description

Generador de hidrógeno, motor de combustión interna que quema amoniaco, y célula de combustible.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un generador de hidrógeno que genera hidrógeno a partir de amoniaco, y a un motor de combustión interna que quema amoniaco y a una célula de combustible que tiene el generador de hidrógeno.
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Técnica antecedente
Recientemente, debido a cuestiones medioambientales, tales como el calentamiento global que surge por las emisiones de dióxido de carbono, y a los problemas energéticos por el agotamiento de los recursos petrolíferos, se han realizado estudios que se centran en el amoniaco como fuente alternativa de energía limpia, como sustituto de los combustibles hidrocarbonados y, por ejemplo, se propone obtener potencia de motor sometiendo a combustión el gas amoniaco en un motor de combustión interna. En este sentido, la Publicación de Patente Japonesa Pendiente de Examen (Kokai) Nº 5-332152 describe que el hidrógeno, además del amoniaco, se someten a combustión en un motor de combustión interna para mejorar el rendimiento de la combustión del amoniaco. Adicionalmente, la Publicación de Patente Japonesa Pendiente de Examen (Kokai) Nº 5-332152 propone un motor de combustión interna que quema amoniaco, que tiene un medio de reacción de descomposición de amoniaco que descompone el amoniaco mediante el uso del calor del gas de escape después de la combustión del amoniaco en el motor de combustión interna, y una aleación de almacenamiento de hidrógeno que acumula el gas hidrógeno obtenido por el medio de reacción de descomposición de amoniaco.
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Descripción de la invención Problema a resolver por la invención
La presente invención proporciona un generador de hidrógeno que puede hacerse funcionar en un amplio intervalo de temperaturas, y un motor de combustión interna que quema amoniaco y una célula de combustible que tiene el generador de hidrógeno.
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Medios para resolver el problema
(1) Un generador de hidrógeno que comprende;
una primera parte de conversión de amoniaco que tiene un material de generación de hidrógeno, que reacciona con amoniaco en un primer intervalo de temperaturas, para generar hidrógeno;
una segunda parte de conversión de amoniaco que tiene un catalizador de descomposición de amoniaco, que descompone el amoniaco en hidrógeno y nitrógeno en un segundo intervalo de temperaturas;
una parte de suministro de amoniaco que suministra amoniaco; y
un conducto de suministro de amoniaco que suministra amoniaco desde la parte de suministro de amoniaco hasta la primera y segunda partes de conversión de amoniaco;
en el que
el primer intervalo de temperaturas incluye temperaturas menores que las del segundo intervalo de temperaturas, y el hidrógeno se genera a partir de amoniaco usando selectivamente las primera y segunda partes de conversión de amoniaco.
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(2) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en (1), en el que
el material de generación de hidrógeno es un material que genera hidrógeno por reacción con amoniaco sin calentamiento a temperatura ambiente, y el catalizador de descomposición de amoniaco comprende un metal que puede descomponer el amoniaco en hidrógeno y nitrógeno, sólo cuando se calienta desde la temperatura ambiente.
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(3) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en (1) o (2), que comprende un conducto de hidrógeno para el reciclado, que suministra el hidrógeno obtenido en la segunda parte de conversión de amoniaco a la primera parte de conversión de amoniaco.
(4) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en uno cualquiera de (1) a (3), que comprende una fuente de calor que proporciona calor a la primera y/o segunda partes de conversión de amoniaco.
(5) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en (4), en el que
la fuente de calor es el calor de combustión/oxidación que se produce a partir de la combustión/oxidación del hidrógeno generado en la primera y/o segunda partes de conversión de amoniaco.
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(6) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en uno cualquiera de (1) a (5), que suministra todo el hidrógeno obtenido en la segunda parte de conversión de amoniaco a la primera parte de conversión de amoniaco.
(7) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en uno cualquiera de (1) a (6), que suministra el amoniaco suministrado por la parte de suministro de amoniaco a la primera parte de conversión de amoniaco sólo a través de la segunda parte de conversión de amoniaco.
(8) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en uno cualquiera de (1) a (7), en el que el material de generación de hidrógeno es un material que reacciona con amoniaco para generar hidrógeno en el intervalo de temperaturas que comprende, al menos, de 0ºC a 30ºC.
(9) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en uno cualquiera de (1) a (8), en el que el material de generación de hidrógeno es un material seleccionado entre el grupo que consiste en metales alcalinos, metales alcalinotérreos, hidruros de metales alcalinos, hidruros de metales alcalinotérreos y una combinación de los mismos.
(10) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en (9), en el que el material de generación de hidrógeno es un material seleccionado entre el grupo que consiste en hidruros de metales alcalinos, hidruros de metales alcalinotérreos y una combinación de los mismos.
(11) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en (10), en el que el material de generación de hidrógeno es un material seleccionado entre el grupo que consiste en hidruro de litio, hidruro sódico, hidruro potásico y una combinación de los mismos.
(12) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en uno cualquiera de (1) a (11), en el que el catalizador de descomposición de amoniaco comprende un metal seleccionado entre el grupo de metales de transición.
(13) El generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en (12), en el que el catalizador de descomposición de amoniaco comprende un metal seleccionado entre el grupo de rutenio, níquel, cobalto y hierro.
(14) Un motor de combustión interna que quema amoniaco, que tiene el generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en uno cualquiera de (1) a (13) y una unidad principal del motor de combustión interna, en el que la unidad principal del motor de combustión interna genera potencia de motor sometiendo a combustión, además del amoniaco, el hidrógeno que se suministra mediante el generador de hidrógeno.
(15) El motor de combustión interna que quema amoniaco como se ha descrito anteriormente en (14), que tiene además un conducto de gases de escape para intercambio de calor, que proporciona calor a la primera y/o segunda partes de conversión de amoniaco mediante el gas de escape de la unidad principal del motor de combustión interna.
(16) El motor de combustión interna que quema amoniaco como se ha descrito anteriormente en (15), en el que el conducto de gases de escape para el intercambio de calor tiene un conducto de desviación, a través del cual se desvía el gas de escape de la primera parte de conversión de amoniaco.
(17) El motor de combustión interna que quema amoniaco como se ha descrito anteriormente en uno cualquiera de (14) a (16), en el que la proporción molar de amoniaco e hidrógeno que se someten a combustión en la unidad principal del motor de combustión interna (amoniaco: hidrógeno) está en el intervalo de 100:0 a 50:50.
(18) Una célula de combustible que tiene el generador de hidrógeno como se ha descrito anteriormente en uno cualquiera de (1) a (13) y una unidad principal de célula de combustible, en el que la unidad principal de la célula de combustible genera potencia eléctrica oxidando el hidrógeno suministrado por el generador de hidrógeno.
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Ventaja técnica de la invención
De acuerdo con el generador de hidrógeno anterior, se puede obtener hidrógeno a partir de amoniaco en un intervalo de temperaturas relativamente amplio. Aunque el hidrógeno es eficaz como combustible para una célula de combustible y como aditivo de combustión para un motor de combustión interna que quema amoniaco, el medio de reacción de descomposición de amoniaco de la Publicación de Patente Japonesa Pendiente de Examen (Kokai) Nº 5-332152 mencionada anteriormente requiere calor con una temperatura relativamente elevada y, por tanto, requiere una unidad de reserva de hidrógeno de gran escala para el almacenamiento de hidrógeno para suministrar hidrógeno en el caso de baja temperatura. Por otro lado, el generador de hidrógeno anterior puede obtener hidrógeno a partir de amoniaco en un intervalo de temperaturas relativamente amplio y, por lo tanto, resuelve los problemas de almacenamiento de hidrógeno.
El amoniaco se produce actualmente a nivel mundial, y se usa principalmente en una gran cantidad para fertilizantes. El amoniaco se usa comercialmente de esta forma en una gran cantidad y, por lo tanto, se supone que el amoniaco está aceptado socialmente.
Las propiedades físicas del amoniaco son parecidas a aquellas del gas licuado del petróleo (GLP). El amoniaco se licua fácilmente a una presión de aproximadamente 810,6 kPa (8 atm) a temperatura ambiente, y normalmente se almacena y transporta sin ningún problema particular. Además, el amoniaco se define como un material no inflamable, difícil de encender. Además, incluso si se enciende el amoniaco, la velocidad de quemado es baja, y la región inflamable es estrecha, por tanto es seguro manipularlo.
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Breve descripción de la invención
La Fig. 1 muestra un ejemplo de funcionamiento de un generador de hidrógeno.
La Fig. 2 muestra otro ejemplo de funcionamiento de un generador de hidrógeno.
La Fig. 3 muestra un ejemplo de un motor de combustión interna que quema amoniaco.
La Fig. 4 muestra otro ejemplo de un motor de combustión interna que quema amoniaco.
La Fig. 5 muestra otro ejemplo de un motor de combustión interna que quema amoniaco.
La Fig. 6 muestra otro ejemplo de un motor de combustión interna que quema amoniaco.
La Fig. 7 muestra un ejemplo de una célula de combustible.
La Fig. 8 muestra una propiedad de generación de hidrógeno del hidruro de litio.
La Fig. 9 muestra una propiedad de generación de hidrógeno del hidruro sódico.
La Fig. 10 muestra una propiedad de generación de hidrógeno del hidruro potásico.
La Fig. 11 muestra una propiedad de regeneración de hidruro de litio.
La Fig. 12 muestra una propiedad de regeneración de hidruro sódico.
La Fig. 13 muestra una propiedad de regeneración de hidruro potásico.
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Mejor forma para llevar a cabo la invención Generador de hidrógeno
El generador de hidrógeno descrito en la presente memoria comprende:
una primera parte de conversión de amoniaco que tiene un material de generación de hidrógeno que reacciona con amoniaco en un primer intervalo de temperaturas para generar hidrógeno;
una segunda parte de conversión de amoniaco que tiene un catalizador de descomposición de amoniaco que descompone el amoniaco en hidrógeno y nitrógeno en un segundo intervalo de temperaturas;
una parte de suministro de amoniaco que suministra amoniaco; y
un conducto de suministro de amoniaco que suministra amoniaco de la parte de suministro de amoniaco a la primera y segunda partes de conversión de amoniaco.
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En este generador de hidrógeno, el primer intervalo de temperaturas incluye temperaturas menores que las del segundo intervalo de temperaturas. En otras palabras, este generador de hidrógeno puede generar hidrógeno en la primera parte de conversión de amoniaco a una temperatura menor que la temperatura para generar hidrógeno en la segunda parte de conversión de amoniaco.
Además, este generador de hidrógeno genera hidrógeno a partir de amoniaco usando selectivamente la primera y segunda partes de conversión de amoniaco. Esta conmutación entre las partes de conversión de amoniaco puede llevarse a cabo, dependiendo del primer intervalo de temperaturas en el que se puede generar hidrógeno suministrando amoniaco al material de generación de hidrógeno, y del segundo intervalo de temperaturas en el que se puede descomponer amoniaco en hidrógeno y nitrógeno suministrando amoniaco a un catalizador de descomposición de amoniaco.
En otras palabras, cuando la primera parte de conversión de amoniaco tiene una temperatura en el primer intervalo de temperaturas, puede generarse hidrógeno a partir de amoniaco en la primera parte de conversión de amoniaco, y cuando la segunda parte de conversión de amoniaco tiene una temperatura en el segundo intervalo de temperaturas, puede generarse hidrógeno a partir de amoniaco en la segunda parte de conversión de amoniaco. Opcionalmente, la generación de hidrógeno en la primera parte de conversión de amoniaco y la generación de hidrógeno en la segunda parte de conversión de amoniaco pueden llevarse a cabo al mismo tiempo.
El funcionamiento del generador de hidrógeno puede ser, por ejemplo, como se muestra en las Figs. 1 (a) a (c). El generador de hidrógeno mostrado en la Fig. 1 tiene una primera parte de conversión de amoniaco 10, una segunda parte de conversión de amoniaco 20, una parte de suministro de amoniaco 30 y un conducto de suministro de amoniaco que suministra amoniaco desde la parte de suministro de amoniaco 30 hasta la primera y segunda partes de conversión de amoniaco 10 y 20.
Durante el uso de este generador de hidrógeno 100, se suministra amoniaco (NH_{3}) de la parte de suministro de amoniaco 30 a la primera parte de conversión de amoniaco 10 para generar hidrógeno (H_{2}) en la primera parte de conversión de amoniaco 10, como se muestra en la Fig. 1 (a), y se suministra amoniaco de la parte de suministro de amoniaco 30 a la segunda parte de conversión de amoniaco 20 para generar hidrógeno en la segunda parte de conversión de amoniaco 20, como se muestra en la Fig.1 (b). Además, opcionalmente, se suministra amoniaco de la parte de suministro de amoniaco 30 a la primera y segunda partes de conversión de amoniaco 10 y 20 para generar hidrógeno,
tanto en la primera como en la segunda partes de conversión de amoniaco 10 y 20, como se muestra en la Fig. 1 (c).
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Generador de hidrógeno - Regeneración del material de generación de hidrógeno en la primera parte de conversión de amoniaco
En un aspecto del generador de hidrógeno, el generador de hidrógeno comprende un conducto de hidrógeno para el reciclado, que suministra el hidrógeno obtenido en la segunda parte de conversión de amoniaco a la primera parte de conversión de amoniaco. De acuerdo con este conducto de hidrógeno para el reciclado, el hidrógeno obtenido en la segunda parte de conversión de amoniaco se suministra a la primera parte de conversión de amoniaco para regenerar el material de generación de hidrógeno después de la reacción de generación de hidrógeno. En otras palabras, en este aspecto, cuando puede generarse hidrógeno en la segunda parte de conversión de amoniaco que requiere un intervalo de temperaturas relativamente elevadas, se regenera el material de generación de hidrógeno en la primera parte de conversión de amoniaco y, así, se prepara para una situación en la que no puede generarse hidrógeno en la segunda parte de conversión de amoniaco, una situación en la que tiene que generarse hidrógeno en la primera parte de conversión de amoniaco así como en la segunda parte de conversión de amoniaco y otras situaciones similares.
Específicamente, en el caso en el que se genere una cantidad en exceso de hidrógeno en la segunda parte de conversión de amoniaco, por ejemplo, en el caso de que se suministre hidrógeno a la unidad principal del motor de combustión interna mediante el generador de hidrógeno para generar potencia de motor, y la unidad principal del motor de combustión interna funcione al ralentí, esta regeneración se puede llevar a cabo.
El generador de hidrógeno puede comprender una fuente de calor que proporcione calor a la primera parte de conversión de amoniaco. De acuerdo con esto, además del hidrógeno obtenido en la segunda parte de conversión de amoniaco, puede proporcionarse calor de la fuente de calor a la primera parte de conversión de amoniaco. En el caso de que la reacción para generar hidrógeno a partir del material de generación de hidrógeno y amoniaco sea una reacción exotérmica, la reacción para regenerar el material de generación de hidrógeno después de la reacción es una reacción endotérmica y, por lo tanto, la regeneración del material de generación de hidrógeno puede mejorarse proporcionando calor.
Adicionalmente, el suministro de calor a la primera parte de conversión de amoniaco se prefiere en ocasiones para aumentar la velocidad de reacción de la reacción entre el amoniaco y el material de generación de hidrógeno, que genera hidrógeno. En otras palabras, cuando la reacción para generar hidrógeno a partir de amoniaco y del material de generación de hidrógeno es una reacción exotérmica, el equilibrio de reacción se desplaza hacia la generación de hidrógeno, proporcionando calor a la primera parte de conversión de amoniaco. Sin embargo, en tanto que el equilibrio después de proporcionar el calor es para la generación de hidrógeno, se prefiere en ocasiones proporcionar calor a la primera parte de conversión de amoniaco, y proporcionar así la energía de activación para mejorar la reacción.
Como esta fuente de calor, puede usarse cualquier fuente de calor. Por ejemplo, puede usarse una unidad de calentamiento, tal como un calentador y un material de almacenamiento térmico. Además, como esta fuente de calor, es posible usar el calor de combustión/oxidación que se produce a partir de la combustión/oxidación del hidrógeno generado en la primera y/o segunda partes de conversión de amoniaco.
El funcionamiento del generador de hidrógeno en este aspecto puede ser, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 2 (a). Durante el uso de este generador de hidrógeno 200, como se muestra en la Fig. 2 (a), se suministra amoniaco de la parte de suministro de amoniaco 30 a la segunda parte de conversión de amoniaco 20 para generar hidrógeno, y al menos parte del hidrógeno obtenido de esta manera se suministra de la segunda parte de conversión de amoniaco 20 a la primera parte de conversión de amoniaco 10 a través del conducto de hidrógeno para el reciclado, y regenerar así el material de generación de hidrógeno en la parte de conversión de amoniaco 10. Además, opcionalmente, como se muestra en la Fig. 2 (a), la regeneración del material de generación de hidrógeno se mejora, proporcionando calor a la parte de conversión de amoniaco 10.
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Generador de hidrógeno - Suministro de calor a la segunda parte de conversión de amoniaco
En un aspecto del generador de hidrógeno, el generador de hidrógeno puede comprender una fuente de calor que proporcione calor a la segunda parte de conversión amoniaco. La reacción de descomposición para descomponer amoniaco en hidrógeno y nitrógeno en la segunda parte de conversión de amoniaco requiere una temperatura relativamente elevada. Además, puesto que esta reacción de descomposición es una reacción endotérmica, tiene que proporcionarse energía calorífica. Por tanto, en ocasiones se proporciona preferiblemente calor a la segunda parte de conversión de amoniaco para mejorar la reacción de descomposición para descomponer amoniaco en hidrógeno y nitrógeno.
Como esta fuente de calor, puede usarse cualquier fuente de calor.
Por ejemplo, puede usarse una unidad de calentamiento, tal como, un calentador y un material de almacenamiento térmico. Además, como esta fuente de calor, es posible usar el calor de combustión/oxidación que se produce a partir de la combustión/oxidación del hidrógeno generado en la primera y/o segunda partes de conversión de amoniaco.
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Generador de hidrógeno - Otros aspectos
En un aspecto del generador de hidrógeno, todo el hidrógeno obtenido en la segunda parte de conversión de amoniaco se suministra a la primera parte de conversión de amoniaco.
Este generador de hidrógeno en ocasiones se simplifica, debido a que puede omitirse el conducto para retirar directamente hidrógeno de la segunda parte de conversión de amoniaco, y por tanto, puede simplificarse el funcionamiento del generador de hidrógeno.
Este generador de hidrógeno es, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 2 (b). En el generador de hidrógeno 220 mostrado en la Fig. 2 (b), se suministra amoniaco de la parte de suministro de amoniaco 30 a la segunda parte de conversión de amoniaco 20, y el hidrógeno obtenido en esta segunda parte de conversión de amoniaco 20 se retira a través de la primera parte de conversión de amoniaco 10.
Además, en un aspecto del generador de hidrógeno, se suministra el amoniaco mediante la parte de suministro de amoniaco a la primera parte de conversión de amoniaco sólo a través de la segunda parte de conversión de amoniaco.
Este generador de hidrógeno en ocasiones se simplifica, debido a que puede omitirse el conducto para suministrar directamente amoniaco de la parte de suministro de amoniaco a la primera parte de conversión de amoniaco, y por tanto, puede simplificarse el funcionamiento del generador de hidrógeno.
Este generador de hidrógeno es, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 2 (c). En el generador de hidrógeno 240 mostrado en la Fig. 2 (c), se suministra amoniaco de la parte de suministro de amoniaco 30 a la segunda parte de conversión de amoniaco 20, y se suministra el amoniaco a través de esta segunda parte de conversión de amoniaco 20 a la primera parte de conversión de amoniaco 10, y así se genera hidrógeno en esta primera parte de conversión de amoniaco 10.
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Generador de hidrógeno - Material que genera hidrógeno
El material de generación de hidrógeno que puede usarse en el generador de hidrógeno puede ser cualquier material que reaccione con amoniaco para generar hidrógeno en el primer intervalo de temperaturas, que incluye temperaturas inferiores que las del segundo intervalo de temperaturas.
Este material de generación de hidrógeno es preferiblemente un material de generación de hidrógeno por reacción con amoniaco a temperatura ambiente sin calentamiento. Además, el material de generación de hidrógeno es preferiblemente un material que reacciona con amoniaco para generar hidrógeno en el intervalo de temperaturas que comprende, al menos, de 0ºC a 30ºC. El hecho de que el material de generación de hidrógeno reaccione con amoniaco para generar hidrógeno a temperatura ambiente se prefiere de esta forma, en ocasiones, para iniciar la generación de hidrógeno en la primera parte de generación de amoniaco sin calor o con poco calor proporcionado externamente.
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Como el material de generación de hidrógeno, puede considerarse un material que se sabe que se enciende o que emite un gas inflamable en contacto con el aire o el agua.
Como un material de generación de hidrógeno específico, puede ejemplificarse un material seleccionado entre el grupo que consiste en metales alcalinos, metales alcalinotérreos, hidruros de metales alcalinos, hidruros de metales alcalinotérreos y una combinación de los mismos. Por lo tanto, como la reacción de generación de hidrógeno entre el material de generación de hidrógeno y el amoniaco, se ejemplifican a continuación las reacciones mostradas por las Ecuaciones (1) a (4) (M^{I} significa un metal alcalino) (Li, Na, K, etc.), y M^{II} significa un metal alcalinotérreo (Mg, Ba, etc.)):
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1 
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Como un generador de hidrógeno particular, puede ejemplificarse específicamente un material seleccionado entre el grupo que consiste en hidruros de metales alcalinos, hidruros de metales alcalinotérreos y una combinación de los mismos; más específicamente un material seleccionado entre el grupo que consiste en hidruro de litio, hidruro sódico, hidruro potásico y una combinación de los mismos. Estos materiales son preferibles puesto que estos materiales pueden reaccionar con amoniaco para generar hidrógeno a temperatura ambiente. Adicionalmente, estos materiales son preferibles puesto que estos materiales pueden regenerarse reaccionando con hidrógeno a una temperatura relativamente baja, por ejemplo, de 200ºC a 300ºC.
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Generador de hidrógeno - Catalizador de descomposición de amoniaco
El catalizador de descomposición de amoniaco que puede usarse para el generador de hidrógeno puede ser cualquier material que mejore la reacción que descompone amoniaco en hidrógeno y nitrógeno.
Obsérvese que, en la reacción que descompone amoniaco para obtener hidrógeno y nitrógeno en la segunda parte de conversión de amoniaco, como se muestra en la ecuación (5) y en la Tabla 1 a continuación, el número molar del gas, en otras palabras, el volumen a la misma temperatura se duplica después de la reacción de descomposición, de manera que la velocidad de conversión de esta reacción puede determinarse usando un caudalímetro y un termómetro antes y después de la segunda parte de conversión de amoniaco:
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2
TABLA 1 Correlación entre la velocidad de descomposición de amoniaco y los caudales en la entrada y la salida de la parte de conversión
3 
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Este catalizador de descomposición de amoniaco es preferiblemente un catalizador que comprende un metal que puede descomponer amoniaco en hidrógeno y nitrógeno sólo cuando se calienta desde temperatura ambiente. Como un catalizador de descomposición de amoniaco particular, se ejemplifica un catalizador que comprende un metal seleccionado entre el grupo que consiste en metales de transición, específicamente, un catalizador que comprende un metal seleccionado entre el grupo que consiste en rutenio, níquel, cobalto y hierro. Estos metales posibilitan la reacción de descomposición de amoniaco a una temperatura relativamente baja. Por ejemplo, el rutenio puede mejorar la reacción de descomposición de amoniaco incluso a una temperatura de aproximadamente 300ºC.
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Motor de combustión interna que quema amoniaco
El motor de combustión interna que quema amoniaco mostrado en la presente memoria comprende el generador de hidrógeno anterior y la unidad principal del motor de combustión interna, y la unidad principal del motor de combustión interna quema el hidrógeno suministrado desde el generador de hidrógeno, además del amoniaco, para generar potencia de motor. Como la unidad principal del motor de combustión interna, puede ejemplificarse cualquier unidad principal del motor de combustión interna que pueda quemar amoniaco para generar potencia de motor como se muestra, por ejemplo, en la Publicación de Patente Japonesa Pendiente de Examen (Kokai) Nº 5-332152.
De acuerdo con este motor de combustión interna que quema amoniaco, se suministra hidrógeno en un amplio intervalo de temperaturas mediante el generador de hidrógeno anterior, y se facilita la quema de amoniaco por este hidrógeno, de manera que puede conseguirse la generación de potencia de motor preferible en el momento del arranque, aceleración, etc. Cuando el gas de escape de la unidad principal del motor de combustión interna se usa como la fuente de calor para la generación de hidrógeno, la temperatura del gas de escape es baja en el momento de arrancar la unidad principal del motor de combustión interna, y el calor no se puede proporcionar suficientemente a la segunda parte de conversión de amoniaco, de manera que no puede generarse hidrógeno en la segunda parte de conversión de amoniaco. Sin embargo, este motor de combustión interna que quema amoniaco puede suministrar apropiadamente hidrógeno a la unidad principal del motor de combustión interna mediante la primera parte de conversión de amoniaco que puede generar hidrógeno a una temperatura relativamente baja, incluso cuando la temperatura del gas de escape es baja, por ejemplo, cuando arranca, etc. La proporción molar (amoniaco:hidrógeno) entre el amoniaco y el hidrógeno que se queman en la unidad principal del motor de combustión interna puede estar, por ejemplo, en el intervalo de 100:0 a 50:50, específicamente de 100:0 a 80:20.
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Obsérvese que, al quemar el amoniaco, puede llevarse a cabo la reacción de combustión mostrada en la Ecuación (6) a continuación. La reacción no contribuye al calentamiento global, puesto que no genera dióxido de carbono:
4
Este motor de combustión interna que quema amoniaco es, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 3. El motor de combustión interna que quema amoniaco 300 mostrado en la Fig. 3 comprende un generador de hidrógeno 310 y la unidad principal del motor de combustión interna 40. Este generador de hidrógeno 310 comprende una primera parte de conversión de amoniaco 10, una segunda parte de conversión de amoniaco 20, una parte de suministro de amoniaco 30 y un conducto de suministro de amoniaco 31 que suministra amoniaco de la parte de suministro de amoniaco 30 a la primera y segunda partes de conversión de amoniaco 10 y 20.
Durante el uso de este motor de combustión interna que quema amoniaco, se suministra amoniaco desde la parte de suministro de amoniaco 30 hasta la unidad principal del motor de combustión interna 40 a través del caudalímetro M_{1} y M_{2}. Junto con el mismo, ajustando las válvulas V_{1} y V_{2} según se necesite, se suministra amoniaco de la parte de suministro de amoniaco 30 a ambas o a cualquiera de la primera y segunda partes de conversión de amoniaco 10 y 20 a través de los caudalímetros M_{3} y M_{5}, generando de esta manera hidrógeno. El hidrógeno obtenido se suministra a la unidad principal del motor de combustión interna 40 a través de los caudalímetros M_{4} y M_{6}.
Además, cuando el generador de hidrógeno 310 usado comprende un conducto de hidrógeno para el reciclado 21 que suministra el hidrógeno obtenido en la segunda parte de conversión de amoniaco 20 a la primera parte de conversión de amoniaco 10, se suministra hidrógeno a la primera parte de conversión de amoniaco 10 a través del caudalímetro M_{7}, ajustando la cantidad de hidrógeno que fluye en el conducto de hidrógeno para el reciclado 21 con la válvula V_{3}, y regenerando de esta manera el material de generación de hidrógeno en la parte de conversión de amoniaco 10.
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Motor de combustión interna que quema amoniaco - Conducto de gas de escape para el intercambio de calor
El motor de combustión interna que quema amoniaco puede comprender, además, un conducto de gas de escape para el intercambio de calor, que proporciona calor a la primera y/o segunda partes de conversión de amoniaco mediante el gas de escape de la unidad principal del motor de combustión interna.
De acuerdo con este motor de combustión interna que quema amoniaco, el calor requerido en la primera y/o segunda partes de conversión de amoniaco se proporciona mediante el gas de escape de la unidad principal del motor de combustión interna. Con respecto al generador de hidrógeno, que se ha descrito anteriormente, en ocasiones se proporciona calor preferiblemente a la primera y segunda partes de conversión de amoniaco, para aumentar la velocidad de reacción de la reacción de generación de hidrógeno y/o mejorar la regeneración del material de generación de hidrógeno en la primera parte de conversión de amoniaco, para mejorar la descomposición de amoniaco en la segunda parte de conversión de amoniaco, etc.
Este conducto de gas de escape para el intercambio de calor puede comprender un conducto de desviación, a través del cual el gas de escape se desvía de la primera parte de conversión de amoniaco. Como se ha descrito anteriormente, la reacción del material de generación de hidrógeno y el amoniaco en la primera parte de conversión de amoniaco podría ser una reacción exotérmica. Por lo tanto, cuando no se pone en marcha la regeneración del material de generación de hidrógeno en la primera parte de conversión de amoniaco, puede hacerse avanzar el equilibrio de la reacción hacia la generación de hidrógeno, evitando el calentamiento del material de generación de hidrógeno con el gas de escape y manteniendo, de esta manera, el material de generación de hidrógeno a una temperatura relativamente baja.
Este motor de combustión interna que quema amoniaco es, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 4. El motor de combustión interna que quema amoniaco 400 mostrado en la Fig. 4 comprende un generador de hidrógeno 410 y una unidad principal del motor de combustión interna 40. Este motor de combustión interna que quema amoniaco 400 comprende además un conducto de gas de escape para intercambiar calor 41 que puede proporcionar calor a la primera y/o segunda partes de conversión de amoniaco 10 y 20, mediante el gas de escape de la unidad principal del motor de combustión interna 40, además de la constitución del motor de combustión interna que quema amoniaco 300 mostrada en la Fig. 3. Este conducto de gas de escape para el intercambio de calor 41 puede comprender un primer intercambiador de calor 15 que puede proporcionar calor a la primera parte de conversión de amoniaco 10, un segundo intercambiador de calor 25 que puede proporcionar calor a la segunda parte de conversión de amoniaco 20 y una tubería a través de la que fluye el gas de escape.
Cuando este conducto de gas de escape para el intercambio de calor tiene un conducto de desviación 42, a través del cual el gas de escape se desvía de la primera parte de conversión de amoniaco, puede evitarse el calentamiento del material que genera hidrógeno mediante el gas de escape ajustando, con la válvula V4, la cantidad del gas de escape que fluye a través de este conducto de desviación 42.
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Motor de combustión interna que quema amoniaco - Otros aspectos
En un aspecto del motor de combustión interna que quema amoniaco, el motor de combustión interna que quema amoniaco suministra todo el hidrógeno obtenido en la segunda parte de conversión de amoniaco a la primera parte de conversión de amoniaco.
Este motor de combustión interna que quema amoniaco en ocasiones se simplifica, debido a que puede omitirse el conducto para suministrar directamente hidrógeno de la segunda parte de conversión de amoniaco a la unidad principal del motor de combustión interna, y por tanto, puede simplificarse el funcionamiento del motor de combustión interna que quema amoniaco.
Este motor de combustión interna que quema amoniaco es, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 5. El motor de combustión interna que quema amoniaco 500 mostrado en la Fig. 5 comprende un generador de hidrógeno 510 y una unidad principal motor de combustión interna 40. Este motor de combustión interna que quema amoniaco 500 difiere del motor de combustión interna que quema amoniaco 400 mostrado en la Fig. 4, sólo en que el primero no comprende un conducto, ni una válvula, etc. para suministrar directamente hidrógeno de la segunda parte de conversión de amoniaco 20 a la unidad principal del motor de combustión interna 40.
Además, en un aspecto del motor de combustión interna que quema amoniaco, el amoniaco suministrado por la parte de suministro de amoniaco se suministra a la primera parte de conversión de amoniaco sólo a través de la segunda parte de conversión de amoniaco.
Este motor de combustión interna que quema amoniaco en ocasiones se simplifica, debido a que puede omitirse el conducto para suministrar directamente amoniaco de la parte de suministro de amoniaco a la primera parte de conversión de amoniaco puede, y por tanto, puede simplificarse el funcionamiento del motor de combustión interna que quema amoniaco.
Este motor de combustión interna que quema amoniaco es, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 6. El motor de combustión interna que quema amoniaco 600 mostrado en la Fig. 6 comprende un generador de hidrógeno 610 y una unidad principal del motor de combustión interna 40. Este motor de combustión interna que quema amoniaco 600 difiere del motor de combustión interna que quema amoniaco 400 mostrado en la Fig. 4, sólo en que el primero no comprende un conducto, ni una válvula, etc. para suministrar directamente hidrógeno de la segunda parte de conversión de amoniaco 20 a la unidad principal del motor de combustión interna 400, ni un conducto, una válvula, etc. para suministrar directamente amoniaco de la parte de suministro de amoniaco 30 a la primera parte de conversión de amoniaco 10. Adicionalmente, este motor de combustión interna que quema amoniaco 600 difiere del motor de combustión interna que quema amoniaco 500 mostrado en la Fig. 5, sólo en que el primero no comprende un conducto, ni una válvula, etc. para suministrar directamente amoniaco de la parte de suministro de amoniaco 30 a la primera parte de conversión de amoniaco 10.
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con el motor de combustión interna que quema amoniaco en el que se usa el gas de escape de la unidad principal del motor de combustión interna como la fuente de calor para la generación de hidrógeno, cuando la temperatura del gas de escape es baja, como en el caso del arranque de la unidad principal del motor de combustión interna, se genera hidrógeno en la primera parte de conversión que genera hidrógeno a una temperatura relativamente baja, específicamente mediante una reacción exotérmica, y cuando la temperatura del gas de escape se eleva, el calor de este gas de escape se proporciona a la segunda parte de conversión de amoniaco, de manera que se genera hidrógeno en la segunda parte de conversión de amoniaco, lo que genera hidrógeno a una temperatura relativamente elevada mediante una reacción endotérmica. Generando hidrógeno de esta forma, puede generarse hidrógeno a lo largo de casi todo el intervalo de operación del motor de combustión interna. Además, después de que se eleva la temperatura del gas de escape, el material de generación de hidrógeno, que se requiere cuando la temperatura del gas de escape es baja, como en el caso del momento de arranque próximo, puede generarse en la primera parte de conversión de amoniaco, proporcionando el calor del gas de escape a la primera parte de conversión de amoniaco.
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Célula de combustible
La célula de combustible descrita en la presente memoria comprende un generador de hidrógeno y una unidad principal de la célula de combustible descrita anteriormente, y genera potencia eléctrica oxidando el hidrógeno suministrado por el generador de hidrógeno. Como la unidad principal de la célula de combustible, puede ejemplificarse cualquier unidad principal de la célula de combustible que use hidrógeno como el combustible, y la célula de combustible ya se conoce en la técnica.
De acuerdo con esta célula de combustible, puede proporcionarse hidrógeno en un amplio intervalo de temperaturas, y por lo tanto, puede generarse potencia eléctrica en un amplio intervalo de temperaturas.
Esta célula de combustible es, por ejemplo, como se muestra en la Fig. 7. La célula de combustible 700 mostrada en la Fig. 7 comprende un generador de hidrógeno 710 y una unidad principal de la célula de combustible 50. Este generador de hidrógeno 710 comprende una primera parte de conversión de amoniaco 10, una segunda parte de conversión de amoniaco 20, una parte de suministro de amoniaco 30 y un conducto de suministro de amoniaco 31 que suministra amoniaco de la parte de suministro de amoniaco 30 a la primera y segunda partes de conversión de amoniaco 10 y 20.
Durante el uso de esta célula de combustible 700, se suministra amoniaco de la parte de suministro de amoniaco 30 a ambas o a una cualquiera de la primera y segunda partes de conversión de amoniaco 10 y 20 a través de los caudalímetros M_{3} y M_{5}, ajustando las válvulas V_{1} y V_{2}, y generando así hidrógeno. El hidrógeno obtenido se suministra a la unidad principal de la célula de combustible 50.
Adicionalmente, cuando este generador de hidrógeno 710 comprende un conducto de hidrógeno para el reciclado 21 que suministra el hidrógeno obtenido en la segunda parte de conversión de amoniaco 20 a la primera parte de conversión de amoniaco 10, puede suministrarse hidrógeno a la primera parte de conversión de amoniaco 10, y así regenerar el material de generación de hidrógeno en la parte de conversión de amoniaco 10, ajustando la cantidad de hidrógeno que fluye en este conducto de hidrógeno para el reciclado 21 con la válvula V_{3}.
Obsérvese, para mayor simplificación, en las Figs. 1 a 7 sólo se muestran las realizaciones en las que la tasa de conversión de amoniaco a hidrógeno en la primera y segunda partes de conversión de amoniaco es 0% o 100%. Sin embargo, la presente invención no se limita a éstas, y la tasa de conversión en la primera y segunda partes de conversión de amoniaco puede ser cualquier valor.
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Ejemplos Material de generación de hidrógeno
La propiedad de generación de hidrógeno y la propiedad de regeneración de los materiales de generación de hidrógeno se evaluaron como se muestra a continuación.
Como un material de generación de hidrógeno, se evaluó hidruro de litio (LiH), hidruro sódico (NaH) e hidruro potásico (KH). Éstos generaron hidrógeno y se regeneraron, respectivamente, mediante las reacciones que se muestran a continuación:
5
La generación de hidrógeno por un material de generación de hidrógeno (la reacción que avanza desde la parte izquierda hasta la parte derecha de la ecuación anterior) se evaluó mediante la cantidad de hidrógeno producido en un minuto, cuando se proporcionó amoniaco a 1 g del material de generación de hidrógeno en el intervalo de temperaturas de -30ºC a 150ºC. Los resultados del hidruro de litio, hidruro sódico e hidruro potásico se muestran en las Figs. 8, 9 y 10, respectivamente. A partir de estos resultados, se entendió que, incluso a una temperatura de -30ºC, la reacción de generación de hidrógeno avanzó y, a medida que aumenta la temperatura, aumenta la velocidad de la reacción.
Además, la regeneración del material de generación de hidrógeno después de la generación de hidrógeno (la reacción que avanza desde de la parte derecha a la parte izquierda de la ecuación anterior) se evaluó como el cambio de la tasa de regeneración con el tiempo, a las temperaturas de 300ºC, 200ºC y 250ºC para hidruro de litio, hidruro sódico e hidruro potásico, respectivamente. Los resultados de hidruro de litio, hidruro sódico e hidruro potásico se muestran en las Figs. 11, 12 y 13, respectivamente. A partir de estos resultados, se entendió que los materiales de generación de hidrógeno se regeneraron a una velocidad significativa a las temperaturas de 200ºC a 300ºC.
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Catalizador de descomposición de amoniaco
La propiedad de descomposición de amoniaco mediante catalizadores de descomposición de amoniaco, que pueden usarse en el generador de hidrógeno, se evaluó como se muestra a continuación.
Como un catalizador de descomposición de amoniaco, se evaluó níquel soportado en alúmina (Ni/Al_{2}O_{3}), cobalto-lantano soportado en sílice (Co-La/SiO_{2}), rutenio soportado en alúmina (Ru/Al_{2}O_{3}) y rutenio-bario soportado en carbón vegetal activado (Ru-Ba/carbón vegetal activado) suministrando amoniaco a las temperaturas de 400ºC a 600ºC. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
TABLA 2 Propiedades de descomposición de amoniaco de catalizadores de descomposición de amoniaco
6 
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A partir de la Tabla 2, se entiende que, aunque que estos catalizadores de descomposición de amoniaco requieren temperaturas superiores a 300ºC para la reacción de descomposición de amoniaco, puede descomponerse casi todo el amoniaco en hidrógeno y nitrógeno cuando está disponible la temperatura requerida.

Claims (18)

1. Un generador de hidrógeno que comprende:
una primera parte de conversión de amoniaco que tiene un material de generación de hidrógeno que reacciona con amoniaco en un primer intervalo de temperaturas para generar hidrógeno;
una segunda parte de conversión de amoniaco que tiene un catalizador de descomposición de amoniaco que descompone amoniaco en hidrógeno y nitrógeno en un segundo intervalo de temperaturas;
una parte de suministro de amoniaco que suministra amoniaco; y
un conducto de suministro de amoniaco que suministra amoniaco de dicha parte de suministro de amoniaco a la primera y segunda partes de conversión de amoniaco;
en el que
el primer intervalo de temperaturas incluye temperaturas menores que las del segundo intervalo de temperaturas, y se genera hidrógeno a partir de amoniaco usando selectivamente la primera y segunda partes de conversión de amoniaco.
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2. El generador de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 1, en el que
dicho material de generación de hidrógeno es un material que genera hidrógeno por reacción con amoniaco, sin calentamiento, a temperatura ambiente, y el catalizador de descomposición de amoniaco comprende un metal que puede descomponer amoniaco en hidrógeno y nitrógeno sólo cuando se calienta desde temperatura ambiente.
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3. El generador de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que comprende un conducto de hidrógeno para el reciclado que suministra el hidrógeno obtenido en la segunda parte de conversión de amoniaco a la primera parte de conversión de amoniaco.
4. El generador de hidrógeno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende una fuente de calor que proporciona calor a la primera y/o segundas partes de conversión de amoniaco.
5. El generador de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 4, en el que
dicha fuente de calor es el calor de combustión/oxidación que se produce a partir de la combustión/oxidación del hidrógeno generado en la primera y/o segunda partes de conversión de amoniaco.
\vskip1.000000\baselineskip
6. El generador de hidrógeno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que suministra todo el hidrógeno obtenido en la segunda parte de conversión de amoniaco a la primera parte de conversión de amoniaco.
7. El generador de hidrógeno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que suministra el amoniaco suministrado por dicha parte de suministro de amoniaco a la primera parte de conversión de amoniaco sólo a través de la segunda parte de conversión de amoniaco.
8. El generador de hidrógeno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho material de generación de hidrógeno es un material que reacciona con amoniaco para generar hidrógeno en el intervalo de temperaturas que comprende, al menos, de 0ºC a 30ºC.
9. El generador de hidrógeno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicho material de generación de hidrógeno es un material seleccionado entre el grupo que consiste en metales alcalinos, metales alcalinotérreos, hidruros de metales alcalinos, hidruros de metales alcalinotérreos y una combinación de los mismos.
10. El generador de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicho material de generación de hidrógeno es un material seleccionado entre el grupo que consiste en hidruros de metales alcalinos, hidruros de metales alcalinotérreos y una combinación de los mismos.
11. El generador de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 10, en el que dicho material de generación de hidrógeno es un material seleccionado entre el grupo que consiste en hidruro de litio, hidruro sódico, hidruro potásico y una combinación de los mismos.
12. El generador de hidrógeno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que dicho catalizador de descomposición de amoniaco comprende un metal seleccionado entre el grupo de metales de transición.
13. El generador de hidrógeno de acuerdo con la reivindicación 12, en el que dicho catalizador de descomposición de amoniaco comprende un metal seleccionado entre el grupo que consiste en rutenio, níquel, cobalto y hierro.
14. Un motor de combustión interna que quema amoniaco, que tiene dicho generador de hidrógeno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, y una unidad principal del motor de combustión interna, en el que dicha unidad principal del motor de combustión interna genera potencia de motor, sometiendo a combustión, además del amoniaco, el hidrógeno que se suministra mediante dicho generador de hidrógeno.
15. El motor de combustión interna que quema amoniaco de acuerdo con la reivindicación 14, que tiene además un conducto de gas de escape para el intercambio de calor, que proporciona calor a la primera y/o segunda partes de conversión de amoniaco mediante el gas de escape de dicha unidad principal del motor de combustión interna.
16. El motor de combustión interna que quema amoniaco de acuerdo con la reivindicación 15, en el que dicho conducto de gas de escape para el intercambio de calor tiene un conducto de desviación, a través del cual dicho gas de escape se desvía de la primera parte de conversión de amoniaco.
17. El motor de combustión interna que quema amoniaco de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el que la proporción molar de amoniaco e hidrógeno que se someten a combustión en dicha unidad principal del motor de combustión interna, amoniaco:hidrógeno, está en el intervalo de 100:0 a 50:50.
18. Una célula de combustible que tiene dicho generador de hidrógeno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, y una unidad principal de la célula de combustible, en la que dicha unidad principal de la célula de combustible genera potencia eléctrica oxidando el hidrógeno suministrado por dicho generador de hidrógeno.
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ZA (1) ZA201006441B (es)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8272216B2 (en) 2008-02-22 2012-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for converting solar thermal energy
JP5365037B2 (ja) 2008-03-18 2013-12-11 トヨタ自動車株式会社 水素生成装置、アンモニア燃焼内燃機関、及び燃料電池
KR101173456B1 (ko) 2010-05-03 2012-08-16 한국지질자원연구원 암모니아수 분해용 미세유로 반응기 및 이를 이용한 암모니아 분해방법
US8464515B2 (en) * 2010-05-21 2013-06-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ammonia burning internal combustion engine
JP2012255420A (ja) * 2011-06-10 2012-12-27 Nippon Shokubai Co Ltd ガスタービンシステム
CA2851986A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 The Science And Technology Facilities Council A method for producing hydrogen from ammonia
JP6124534B2 (ja) * 2012-08-28 2017-05-10 岩井商事株式会社 燃焼システム
JP6362334B2 (ja) * 2014-01-16 2018-07-25 荒木エフマシン株式会社 アンモニアエンジン
KR101884282B1 (ko) * 2014-06-16 2018-08-01 지멘스 악티엔게젤샤프트 간헐적 리뉴어블 에너지 소스로부터의 에너지를 사용하여 에너지 그리드를 공급하기 위한 시스템 및 방법
NO3028990T3 (es) * 2014-12-01 2017-12-30
CN204476558U (zh) * 2015-02-13 2015-07-15 王海斌 一种汽车发动机的汽油与氨双燃料供应装置
US10450192B2 (en) 2015-07-22 2019-10-22 Gencell Ltd. Process for the thermal decomposition of ammonia and reactor for carrying out said process
EP3125348B1 (en) * 2015-07-31 2018-11-07 Plastic Omnium Advanced Innovation and Research Vehicle system comprising a fuel cell
CN105789662B (zh) * 2016-04-29 2018-02-02 佛山索弗克氢能源有限公司 氨燃料电池
EP3607180B1 (en) 2017-04-04 2023-02-15 BASF Corporation On-board vehicle hydrogen generation and use in exhaust streams
KR102471292B1 (ko) 2017-04-04 2022-11-29 바스프 코포레이션 통합된 배출물 제어 시스템
CN110709590B (zh) 2017-04-04 2022-07-05 巴斯夫公司 氢气辅助的集成排放控制系统
US11181028B2 (en) 2017-04-04 2021-11-23 Basf Corporation Ammonia generation system for NOx emission control
WO2018185663A1 (en) * 2017-04-04 2018-10-11 Basf Corporation On-board vehicle ammonia and hydrogen generation
KR102568461B1 (ko) 2017-04-04 2023-08-21 바스프 코포레이션 촉매작용에 의한 오염 저감을 위한 수소 환원제
JP7278544B2 (ja) 2019-04-26 2023-05-22 国立大学法人東海国立大学機構 燃料改質装置及び燃料改質方法
CN110836153B (zh) * 2019-10-22 2020-11-10 西安交通大学 利用余热为hcng发动机动力系统供氢的方法及系统
JP7400524B2 (ja) 2020-02-17 2023-12-19 株式会社Ihi 燃料電池システム、及び燃料電池システムの運転方法
CN112012854B (zh) * 2020-08-31 2022-08-05 天津大学 面向可再生储氢燃料的发动机燃烧系统
US11167732B1 (en) * 2020-12-17 2021-11-09 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen fueling station with integrated ammonia cracking unit
KR102483101B1 (ko) * 2020-12-28 2023-01-02 한국에너지기술연구원 암모니아 분해 반응을 이용한 연소 시스템
US11994061B2 (en) 2021-05-14 2024-05-28 Amogy Inc. Methods for reforming ammonia
US11724245B2 (en) 2021-08-13 2023-08-15 Amogy Inc. Integrated heat exchanger reactors for renewable fuel delivery systems
EP4352008A1 (en) 2021-06-11 2024-04-17 Amogy Inc. Systems and methods for processing ammonia
US11539063B1 (en) 2021-08-17 2022-12-27 Amogy Inc. Systems and methods for processing hydrogen
CN114103620B (zh) * 2021-11-09 2023-09-19 佛山仙湖实验室 氨氢融合燃料内燃机与燃料电池复合动力系统及控制方法
CN114483333B (zh) * 2022-01-26 2022-12-20 武汉理工大学 双燃料发动机试验系统及方法
CN114876632B (zh) * 2022-05-27 2023-07-14 北京工业大学 一种基于氨燃料的内燃机-燃料电池混合发电装置及其控制方法
US11840449B1 (en) 2022-08-06 2023-12-12 First Ammonia Motors, Inc. Systems and methods for the catalytic production of hydrogen from ammonia on-board motor vehicles
JP2024024254A (ja) * 2022-08-09 2024-02-22 株式会社Ｉｈｉプラント アンモニア貯蔵供給基地
US11834334B1 (en) 2022-10-06 2023-12-05 Amogy Inc. Systems and methods of processing ammonia
US11866328B1 (en) 2022-10-21 2024-01-09 Amogy Inc. Systems and methods for processing ammonia
US11795055B1 (en) 2022-10-21 2023-10-24 Amogy Inc. Systems and methods for processing ammonia
EP4389697A1 (en) * 2022-12-23 2024-06-26 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for producing synthesis gas product comprising hydrogen

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998040311A1 (en) * 1997-03-12 1998-09-17 Saes Getters S.P.A. Getter materials for cracking ammonia
WO2001087770A1 (en) * 2000-05-12 2001-11-22 Gradient Technology Production of hydrogen by autothermic decomposition of ammonia
WO2002071451A2 (en) * 2001-03-02 2002-09-12 Mesosystems Technology, Inc. Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same
US20030234011A1 (en) * 2002-05-03 2003-12-25 Norbert Breuer Combustion system having an emission control device
JP2005154232A (ja) * 2003-11-28 2005-06-16 Taiheiyo Cement Corp 水素貯蔵材料および水素発生方法

Family Cites Families (75)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3652431A (en) * 1970-03-12 1972-03-28 Julian Louis Reynolds Method of operating an electrolysis cell for the production of gases under hydrostatic pressure
DE2404492A1 (de) 1974-01-31 1975-08-14 Gerhard Kraft Verfahren zur verbrennung von ammoniak und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
GB1460226A (en) * 1974-12-07 1976-12-31 Golosman E Z Catalyst for dissociation of ammonia method for preparing same and method for dissociation of ammonia with said catalyst
DE2639651C3 (de) * 1976-09-03 1986-02-13 Carl Still Gmbh & Co Kg, 4350 Recklinghausen Verfahren zur Aufarbeitung der Restgase von Claus-Anlagen oder anderen Schwefelerzeugungsanlagen
US4157270A (en) * 1977-09-12 1979-06-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Hydrogen gas generator from hydrazine/ammonia
US4341651A (en) * 1980-08-26 1982-07-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Compositions and methods for generation of gases containing hydrogen or hydrogen isotopes
US4464188A (en) * 1983-09-27 1984-08-07 Air Products And Chemicals, Inc. Process and apparatus for the separation of air
US4668494A (en) 1984-12-24 1987-05-26 Foster Wheeler Energy Corporation Method of using solar energy in a chemical synthesis process
DE3511191A1 (de) 1985-03-25 1986-09-25 Josef Hubert 5203 Much Schick Verfahren zum erzeugen von waermeenergie und gewinnen von kohlenwasserstoffverbindungen
US4938855A (en) * 1989-02-27 1990-07-03 Boston University Photopromoted catalytic method for making ammonia from molecular nitrogen using molecular hydrogen as a reducing agent
JPH05332152A (ja) * 1991-06-25 1993-12-14 Koji Korematsu アンモニア燃焼エンジン
JPH059769A (ja) 1991-06-28 1993-01-19 Haruo Arashi 太陽熱利用水素製造装置
JPH1146460A (ja) 1997-03-14 1999-02-16 Toshiba Corp 電力貯蔵システム
DE19714512C2 (de) 1997-04-08 1999-06-10 Tassilo Dipl Ing Pflanz Maritime Kraftwerksanlage mit Herstellungsprozeß zur Gewinnung, Speicherung und zum Verbrauch von regenerativer Energie
DK1105625T3 (da) 1998-07-13 2004-01-26 Norsk Hydro As Proces til generering af elektrisk energi, damp og carbondioxid på baggrund af carbonhydrid-råmateriale
JP2000178467A (ja) 1998-12-17 2000-06-27 Shimadzu Corp アンモニア製造工程排出ガス利用カーボンブラック製造装置
JP3520324B2 (ja) * 2000-03-15 2004-04-19 東北大学長 アンモニアガスの分解方法
JP3634731B2 (ja) * 2000-09-21 2005-03-30 シャープ株式会社 太陽光発電管理システム、そのシステムに用いられる太陽光発電管理サーバおよび太陽光発電装置
JP4793892B2 (ja) 2000-12-19 2011-10-12 株式会社神鋼環境ソリューション 水素補給システム
US7867300B2 (en) * 2001-03-02 2011-01-11 Intelligent Energy, Inc. Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same
US7922781B2 (en) * 2001-03-02 2011-04-12 Chellappa Anand S Hydrogen generation apparatus and method for using same
US7032660B2 (en) 2001-04-24 2006-04-25 Shell Oil Company In situ thermal processing and inhibiting migration of fluids into or out of an in situ oil shale formation
US20040013923A1 (en) * 2002-02-19 2004-01-22 Trent Molter System for storing and recoving energy and method for use thereof
DE60328971D1 (de) 2002-03-08 2009-10-08 Ocean Wind Energy Systems Offshore-windenergieanlage
CN100354024C (zh) * 2002-05-31 2007-12-12 普莱克斯技术有限公司 高纯度和超高纯度气体的生产
JP2004035383A (ja) 2002-06-28 2004-02-05 Masaya Nagai 水素固定再生法
US20040154299A1 (en) * 2003-02-10 2004-08-12 Kari Appa Micro solar thermal power system
EP1639252A4 (en) 2003-06-05 2008-06-04 Solar Reactor Tech PROCESS FOR TREATING BURNED GAS EMISSIONS
US20050019244A1 (en) * 2003-07-23 2005-01-27 Spiegelman Jeffrey J. Method for the point of use production of ammonia from water and nitrogen
JP4029155B2 (ja) 2003-07-25 2008-01-09 独立行政法人産業技術総合研究所 可視光応答性の膜状多孔質半導体光電極
US7537748B2 (en) * 2003-08-11 2009-05-26 National University Corporation, Hiroshima University Hydrogen storage matter and manufacturing method and apparatus for the same
WO2005014165A1 (ja) * 2003-08-11 2005-02-17 National University Corporation Hiroshima University 水素貯蔵材料およびその製造方法ならびにその製造装置
JP4615240B2 (ja) * 2004-03-31 2011-01-19 太平洋セメント株式会社 気体精製装置
JP2005200245A (ja) 2004-01-14 2005-07-28 Honda Motor Co Ltd 窒素製造装置、アンモニア合成システム及び窒素製造方法並びにアンモニア合成方法
JP2005337220A (ja) 2004-05-27 2005-12-08 Masaya Nagai 半円筒羽根風車式風力発電装置
AU2005267863B2 (en) 2004-07-29 2011-02-17 Fluor Technologies Corporation Improved ammonia plant
FR2874975B1 (fr) 2004-09-07 2008-12-26 Philippe Marc Montesinos Production d'electricite solaire basse energie
US7314544B2 (en) * 2004-09-07 2008-01-01 Lynntech, Inc. Electrochemical synthesis of ammonia
US20060048808A1 (en) * 2004-09-09 2006-03-09 Ruckman Jack H Solar, catalytic, hydrogen generation apparatus and method
US7178337B2 (en) 2004-12-23 2007-02-20 Tassilo Pflanz Power plant system for utilizing the heat energy of geothermal reservoirs
KR20070100786A (ko) * 2005-02-03 2007-10-11 아미넥스 에이/에스 암모니아의 고밀도 저장
JP2006235846A (ja) 2005-02-23 2006-09-07 Honda Motor Co Ltd 水素供給システム、水素供給管理サーバおよび水素供給装置
JP2006319291A (ja) 2005-05-12 2006-11-24 Laser Gijutsu Sogo Kenkyusho 太陽光集中高温炉ガス製造装置
US7274975B2 (en) 2005-06-06 2007-09-25 Gridpoint, Inc. Optimized energy management system
US20070101989A1 (en) 2005-11-08 2007-05-10 Mev Technology, Inc. Apparatus and method for the conversion of thermal energy sources including solar energy
US20070101762A1 (en) * 2005-11-09 2007-05-10 Schaub Herbert R Method for designing a cryogenic air separation plant
US7947116B2 (en) * 2006-02-06 2011-05-24 Eltron Research & Development, Inc. Hydrogen separation process
AU2007261281B2 (en) * 2006-04-21 2011-07-07 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Sulfur barrier for use with in situ processes for treating formations
US7285142B1 (en) * 2006-04-28 2007-10-23 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Catalytic dehydrogenation of amine borane complexes
EP2032502A4 (en) * 2006-06-27 2011-11-02 Fluor Tech Corp CONFIGURATIONS AND METHOD FOR FERTILIZING WITH HYDROGEN
US7459880B1 (en) * 2006-07-24 2008-12-02 George Michel Rosen Solar generator panel for an electric or hybrid vehicle
JP2008077561A (ja) 2006-09-25 2008-04-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> エネルギー予測方法、エネルギー予測装置およびプログラム
CN1976167A (zh) 2006-11-22 2007-06-06 杜志刚 发电站(厂)专用水解制氢制氧储气站的方法
US20080131830A1 (en) 2006-12-05 2008-06-05 Nix Martin E Use of renewable energy like solar, wind, geothermal, biomass, and hydropower for manufacturing combustion air for a fossil fuel burner and firebox
US20080138675A1 (en) * 2006-12-11 2008-06-12 Jang Bor Z Hydrogen generation and storage method for personal transportation applications
US20090056802A1 (en) 2007-02-16 2009-03-05 Eli Michael Rabani Practical method and means for mechanosynthesis and assembly of precise nanostructures and materials including diamond, programmable systems for performing same; devices and systems produced thereby, and applications thereof
US20080216478A1 (en) 2007-03-06 2008-09-11 Battelle Energy Alliance, Llc Integration of a water-splitting process with production of fertilizer precursors
US20080216511A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-11 Henry Edward Howard Nitrogen production method and apparatus
US8268028B2 (en) * 2007-03-26 2012-09-18 Protonex Technology Corporation Compositions, devices and methods for hydrogen generation
US7640896B2 (en) * 2007-03-28 2010-01-05 Gm Global Technology Operations, Inc. Ammonia storage for on-vehicle engine
US20080274033A1 (en) * 2007-05-03 2008-11-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Methods of generating hydrogen with nitrogen-containing hydrogen storage materials
WO2008134871A1 (en) 2007-05-04 2008-11-13 Principle Energy Solutions, Inc. Production of hydrocarbons from carbon and hydrogen sources
US20080311022A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-18 Battelle Energy Alliance, Llc Methods and apparatuses for ammonia production
CN101077840A (zh) 2007-06-25 2007-11-28 吴江市方霞企业信息咨询有限公司 太阳能制化肥
KR101081593B1 (ko) * 2007-07-03 2011-11-08 삼성전기주식회사 수소 발생 장치 및 이를 포함하는 연료전지 시스템
JP5144755B2 (ja) 2007-07-13 2013-02-13 ユニバーシティ オブ サザン カリフォルニア メタノール製造のための水媒体中の二酸化炭素の一酸化炭素及び水素への電気分解
US20090071155A1 (en) 2007-09-14 2009-03-19 General Electric Company Method and system for thermochemical heat energy storage and recovery
US7981195B2 (en) * 2007-11-09 2011-07-19 Praxair Technology, Inc. System for preventing contaminants from reaching a gas purifier
US8280554B2 (en) * 2007-11-09 2012-10-02 Praxair Technology, Inc. System for preventing unnecessary shutdown of a high-purity gas production plant
JP5012559B2 (ja) 2008-02-22 2012-08-29 トヨタ自動車株式会社 太陽熱エネルギー貯蔵及び移送方法
US8272216B2 (en) * 2008-02-22 2012-09-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for converting solar thermal energy
US20100003184A1 (en) 2008-02-22 2010-01-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for storing solar thermal energy
JP2009197734A (ja) 2008-02-22 2009-09-03 Toyota Motor Corp 太陽熱エネルギー変換方法
JP5365037B2 (ja) 2008-03-18 2013-12-11 トヨタ自動車株式会社 水素生成装置、アンモニア燃焼内燃機関、及び燃料電池
JP5373410B2 (ja) 2009-01-09 2013-12-18 トヨタ自動車株式会社 アンモニア合成方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998040311A1 (en) * 1997-03-12 1998-09-17 Saes Getters S.P.A. Getter materials for cracking ammonia
WO2001087770A1 (en) * 2000-05-12 2001-11-22 Gradient Technology Production of hydrogen by autothermic decomposition of ammonia
WO2002071451A2 (en) * 2001-03-02 2002-09-12 Mesosystems Technology, Inc. Ammonia-based hydrogen generation apparatus and method for using same
US20030234011A1 (en) * 2002-05-03 2003-12-25 Norbert Breuer Combustion system having an emission control device
JP2005154232A (ja) * 2003-11-28 2005-06-16 Taiheiyo Cement Corp 水素貯蔵材料および水素発生方法

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