ES2398554B1 - Vehículo eléctrico radiocontrol. - Google Patents

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Abstract

Vehículo eléctrico radiocontrol, con chasis (1), ruedas delanteras (2) guiadas por la dirección (3) y accionadas mediante un servomotor (4) y antena receptora (5), y un motor eléctrico (6) que acciona las ruedas traseras (7), y una pila de combustible (8), que comprende un depósito (9) de seguridad con una disolución de un hidróxido de cualquier metal alcalino o alcalinotérreo en agua y residuos de aluminio que produce hidrógeno, y un dispositivo de purificación (10) conectado al depósito (9) a través de un tubo (11), y a la pila de combustible (8) a través de otro tubo (12), de modo que el hidrógeno que circula a través del tubo (11), entrando en el dispositivo de purificación (10) que lo purifica, y saliendo a través del tubo (12) hacia la pila de combustible (8) que lo transforma en electricidad que se utiliza para accionar el motor (6) y el servomotor (4). El vehículo puede actuar también de forma híbrida.

Description

Vehículo eléctrico radiocontrol con pila de combustible
Objeto de la invención
La presente invención trata de un vehículo eléctrico radiocontrol, que posee un depósito de seguridad en el cual se produce la reacción para crear el hidrógeno que alimenta la pila de combustible en el propio vehículo, y utilizando para ello una disolución de un hidróxido alcalino o alcalinotérreo en agua y residuos de aluminio.
Antecedentes de la invención
La reacción de aluminio, agua e hidróxido de sodio para la generación de hidrógeno es conocida en el estado de la técnica. Actualmente, las pilas de combustible transforman dicho hidrógeno en electricidad con un rendimiento eficiente.
Por otro lado, muchos productos alimenticios se suelen proteger y envasar en productos de aluminio, como envases, latas, papel de aluminio y otros, que tras su uso suelen acabar en vertederos o contenedores de reciclaje. Dicho aluminio podría aprovecharse para producir energía eléctrica para pilas de combustible, recogiendo los residuos sobrantes y reconvertirlos en aluminio de alta pureza para futuros usos industriales.
En el estado de la técnica existen vehículos de radiocontrol, propulsados por pilas de combustible, pero en todos ellos el hidrógeno se almacena en el vehículo mediante depósitos de hidruros metálicos o en depósitos pequeños como recipientes de globos de goma. El hidrógeno para el llenado de dichos depósitos es creado fuera del vehículo a partir de la electrolisis, a partir de una toma de corriente, o si se realiza a partir de las bombonas a presión se crea a partir de residuos fósiles como el gas natural. En el caso de almacenamiento mediante cartuchos de hidruros metálicos, el equipo suele ser muy caro y en el caso de los pequeños depósitos, la autonomía y la potencia del vehículo es muy pequeña.
Existen patentes en el estado de la técnica que muestran procedimientos generales de mezcla de aluminio, agua y sosa cáustica para generar hidrógeno y aluminato. Es el caso por ejemplo de las patentes US 909536 y US 934036. También se describen pilas de combustible donde se mezcla en el reactor magnesio e hidruro de litio, magnesio o aluminio, US 4643166 y US 4730601. En estas patentes y otras del estado de la técnica se mezcla en el reactor la sosa o ácido y el agua con aluminio, hidruros, magnesio, sodio, potasio, litio, calcio, silicio y hierro, cinc o acero, etc. Sin embargo no se ha encontrado descrito en los antecedentes un modo de generar, filtrar y transportar el hidrógeno hasta la pila de combustible.
Se conocen también una publicación de un método de generación de hidrógeno a partir de aluminio y agua mediante aporte de calor y catalizado con galio, pero el coste de este catalizador es muy elevado, así como la extracción de los residuos finales. También se conocen métodos de generación de hidrógeno a partir de etanol y nanotubos de aerogel de cobalto resultando hidrógeno y dióxido de carbono, pero la pureza del hidrógeno desciende por la aparición de dióxido de carbono, por lo que el rendimiento de la pila puede decrecer.
Descripción de la invención
La invención que se propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta. Se trata de un vehículo de radiocontrol propulsado por hidrógeno, y cuyo hidrógeno se produce en el propio vehículo a partir de residuos de aluminio y agua, utilizando como catalizador un hidróxido de cualquier metal alcalino o alcalinotérreo. Preferentemente, se usan sosa
cáustica o hidróxido de potasio, productos muy baratos y a la venta en
cualquier comercio.
La preparación de la reacción es rápida, por lo que no se necesitan grandes esperas para utilizar el producto. Además, los productos utilizados son baratos y accesibles.
El vehículo no depende de ninguna toma de corriente o de pesadas y costosas botellas de hidrogeno, pues el hidrógeno se produce en el propio vehículo. Además, el hidrógeno generado se almacena a baja presión, por lo que no hay riego de explosión. También en relación a la seguridad, vale la pena señalar que la disolución utilizada como catalizador produce al contacto de la piel un simple enrojecimiento, exceptuando ojos y mucosas donde siempre se debe evitar el contacto con cualquier producto.
Aunque existe un pequeño calentamiento del depósito, la temperatura no produce quemaduras como las de un motor de explosión. No necesita refrigeración. Y posee un mecanismo que evita el deterioro de la pila y el vertido de reactivo por el suelo.
No se genera C02, sólo agua en la pila en forma de vapor y aluminato que queda de forma líquida en el depósito del vehículo como residuo. El aluminato puede almacenarse en una garrafa de plástico para su venta, pues podría utilizarse para obtener sosa cáustica y aluminio de alta pureza, por lo que esto cerraría el ciclo del aluminio de forma sostenible y se evitaría su extracción de minas a cielo abierto, muy contaminantes.
Por último, cabe destacar también que la autonomía del vehículo es ilimitada respecto a los que funcionan con baterías, ya que sólo debe reponerse el líquido y añadir aluminio.
Descripción de los dibujos
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1.-muestra una vista en perspectiva de una posible realización preferente de la invención.
La figura 2.-muestra una vista del depósito de seguridad del vehículo radiocontrol de la invención donde se produce la reacción para generar hidrógeno.
Realización preferente de la invención
La invención propuesta trata de un vehículo eléctrico radiocontrol, alimentado a través de una pila de combustible (8) que utiliza el hidrógeno generado en el propio vehículo en un depósito (9) de seguridad, a partir de residuos de aluminio y agua, y utilizando como catalizador un hidróxido de cualquier metal alcalino o alcalinotérreo.
El vehículo eléctrico radiocontrol de la invención comprende un chasis (1), con unas ruedas delanteras (2) guiadas por la dirección (3) y accionadas mediante un servomotor (4), que recibe las órdenes de control mediante una antena receptora (5), y un motor eléctrico (6) que acciona las ruedas traseras
(7) tractoras, donde la electricidad es generada a través de una pila de combustible (8). La novedad fundamental de la invención se centra en que el hidrógeno que utiliza el vehículo se produce en el propio vehículo. Esto se consigue gracias a que el vehículo comprende un depósito (9) de seguridad, plástico, de materiales compuestos o metálico, en cuyo interior se dispone una disolución de un hidróxido de cualquier metal alcalino o alcalinotérreo en agua
y residuos de aluminio, produciendo esta reacción hidrógeno. Estos residuos de aluminio se presentan en forma de papel, láminas finas, viruta, recortes, perlas, anillas o cualquier otro similar apropiado. Además, el vehículo comprende un dispositivo de purificación (1 O) conectado tanto al depósito (9) a través de un tubo (11 ), como a la pila de combustible (8) a través de otro tubo (12).
De este modo, se genera hidrógeno en el propio vehículo a través de la reacción del interior del depósito (9) de la disolución de hidróxido en agua y restos de aluminio. Los hidróxidos utilizados serán preferentemente hidróxido de sodio o hidróxido de potasio. En el interior del depósito reaccionan exotérmicamente el agua de la disolución y el aluminio, produciendo hidrógeno e hidróxido de aluminio, catalizado por el hidróxido que se utilice, por ejemplo, hidróxido de de sodio o potasio, para eliminar la finísima capa de óxido superficial que contiene el aluminio:
2AI + 6H20 =2AI(OH)3 + 3H2 + 6e-+ calor
La concentración de la disolución introducida en el depósito (9) está dentro del rango de 0,25 Molar a 50 Molar, estando preferentemente entre 2,5 Molar y 20 Molar. El hidróxido de aluminio tiende a adherirse a las paredes de la viruta de aluminio por lo que en el caso de adherirse la reacción se podría ralentizar o detenerse, por lo que es fundamental que el rango de la concentración de la disolución se encuentre dentro del expuesto. En este caso, el hidróxido de aluminio se combina con el hidróxido de sodio o potasio para formar un aluminato de sodio [2Na(AI(OH)4] que es soluble.
2AI(OH)3 + 2NaOH =2Na[AI(OH)4]
Además, se obtienen otras impurezas en forma de polvo sólido en suspensión de productos de hierro, cobre, etc. y de una minúscula cantidad de
aluminio que no ha reaccionado. El caudal de hidrógeno crece exponencialmente en función de la temperatura, por lo que es conveniente no excederse en la cantidad de aluminio en el depósito (9) para mantener una temperatura entre 40° y 60° C en la zona de reacción.
El hidrógeno producido en la reacción en el interior del depósito (9) circula a través de un tubo (11), entrando en el dispositivo de purificación (10) que lo purifica, y saliendo a través del tubo (12) hacia la pila de combustible (8) que lo transforma en electricidad que se utiliza para accionar el motor (6) y el servomotor (4). El vehículo puede disponer además de un ventilador (13) accionado por la pila de combustible (8) para aumentar la potencia de la propia pila de combustible (8).
El dispositivo de purificación puede ser un filtro que contiene ácido y agua, preferentemente ácido acético (vinagre). También puede secarse a continuación el gas con gel de sílice.
El depósito (9) es un depósito de seguridad capaz de desalojar líquido y de parar la reacción en caso de un exceso de presión de gas, normalmente por exceso de reactivos. Para ello, el depósito (9) comprende dos zonas (91, 92) estancas comunicadas a través de una válvula (96), y una abertura superior
(93) con una compuerta a través de la cual se introduce la disolución de hidróxido con una jeringa y los residuos de aluminio, disponiendo la zona (91) de un grifo (94) al exterior donde se recoge la disolución sobrante y el residuo de aluminato, y disponiendo la zona (92) de un grifo (95) para eliminar los residuos.
Por último, el vehículo dispone de un sistema de estabilización de la tensión eléctrica para aumentar el rendimiento del motor eléctrico añadiéndose un circuito electrónico convertidor, o un regulador de carga convenientemente diseñado, o una batería auxiliar o condensador. El vehículo puede trabajar de forma híbrida con la batería correspondiente aumentando su potencia y duración.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Vehículo eléctrico radiocontrol, que comprende un chasis (1 ), con unas ruedas delanteras (2) guiadas por la dirección (3) y accionadas mediante un servomotor (4), que recibe las órdenes de control mediante una antena receptora (5), y un motor eléctrico (6) que acciona las ruedas traseras (7) tractoras, donde la electricidad es generada a través de una pila de combustible (8), caracterizado porque comprende
    un depósito (9) de seguridad, en cuyo interior se dispone una disolución de un hidróxido de cualquier metal alcalino o alcalinotérreo en agua y residuos de aluminio, produciendo esta reacción hidrógeno, un dispositivo de purificación (1 O) conectado tanto al depósito (9) a través de un tubo (11), como a la pila de combustible (8) a través de otro tubo (12),
    de modo que se genera hidrógeno en el propio vehículo a través de la reacción del interior del depósito (9), hidrógeno que circula a través del tubo (11 ), entrando en el dispositivo de purificación (1 O) que lo purifica, y saliendo a través del tubo (12) hacia la pila de combustible (8) que lo transforma en electricidad que se utiliza para accionar el motor (6) y el servomotor (4).
  2. 2.-Vehículo eléctrico radiocontrol, según reivindicación 1, caracterizado porque dispone de un ventilador (13) accionado por la pila de combustible (8) para aumentar la potencia de la propia pila de combustible (8).
  3. 3.-Vehículo eléctrico radiocontrol, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el hidróxido de disolución que se introduce en el depósito es uno de entre los siguientes: hidróxido de sodio, hidróxido de potasio.
  4. 4.-Vehículo eléctrico radiocontrol, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la concentración de la disolución introducida en el depósito (9) está dentro del rango de 0,25 Molar a 50 Molar, estando preferentemente entre 2,5 Molar y 20 Molar.
  5. 5.-Vehículo eléctrico radiocontrol, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el depósito (9) comprende dos zonas (91, 92) estancas comunicadas a través de una válvula (96), y una abertura superior (93) con una compuerta a través de la cual se introduce la disolución de hidróxido con una jeringa y los residuos de aluminio, disponiendo la zona (91) de un grifo (94) al exterior donde se recoge la disolución sobrante y el residuo de aluminato, y disponiendo la zona (92) de un grifo (95) para eliminar los residuos.
  6. 6.-Vehículo eléctrico radiocontrol, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo de purificación (10) es un filtro que contiene ácido y agua.
  7. 7.-Vehículo eléctrico radiocontrol, según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el dispositivo de purificación (10) puede constar además de un secador de gas con gel de sílice.
  8. 8.-Vehículo eléctrico radiocontrol, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los residuos de aluminio se presentan en forma de papel, láminas finas, viruta, recortes, perlas, anillas o cualquier otro similar apropiado.
  9. 9.-Vehículo eléctrico radiocontrol, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dispone de un sistema de estabilización de la tensión eléctrica.
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