ES2619639T3 - Almacenamiento y transporte de energía - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento que comprende: liberar hidrógeno del agua en un primer lugar utilizando energía de una primera fuente de energía, preferentemente una fuente de energía renovable, más preferentemente una fuente de energía renovable seleccionada entre eólica, hidroeléctrica, geotérmica, energía oceánica, solar, y combinaciones de las mismas; almacenar el hidrógeno liberado, preferentemente en dicha primera ubicación, en una suspensión de hidruro metálico, comprendiendo la suspensión un medio de transporte líquido orgánico, comprendiendo la suspensión preferentemente magnesio, hidruro de magnesio, y aceite mineral, opcionalmente junto con un dispersante; y transportar la suspensión de hidruro metálico a una segunda ubicación remota respecto a la primera ubicación, preferentemente por medio de un medio de transporte seleccionado entre un vagón de ferrocarril, un camión, un camión cisterna, una tubería, una barcaza, y cualquier combinación de éstos; y liberar el hidrógeno de la suspensión de hidruro metálico mediante calentamiento en condiciones diseñadas para excluir el aire y el agua para formar hidrógeno, preferentemente para la utilización como fuente de energía, y una suspensión de hidruro metálico que está al menos parcialmente agotada.

Description

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independiente para la suspensión cargada. La suspensión caliente que pasa a través de un lado del intercambiador de calor a reflujo perderá su calor hacia la suspensión agotada fría que pasa a través del otro lado del intercambiador de calor a reflujo.
En general, el dispositivo de descarga es similar al dispositivo de carga. El dispositivo de descarga en general incluye un recipiente de retención de fluido y un dispositivo de calentamiento (por ejemplo, serpentines de calentamiento, un intercambiador de calor, y/o un tapón de calentamiento) para el calentamiento de la suspensión en el mismo a la temperatura de descarga. Cuando se utiliza hidruro de magnesio, la temperatura de descarga puede ser de al menos aproximadamente 280ºC (por ejemplo, al menos aproximadamente 300ºC, al menos aproximadamente 320ºC, al menos 340ºC, al menos aproximadamente 350ºC, al menos aproximadamente 360ºC, al menos aproximadamente 370ºC, al menos aproximadamente 380ºC, o al menos aproximadamente 390ºC) y/o como máximo aproximadamente 400ºC (por ejemplo, como máximo aproximadamente 390ºC, como máximo aproximadamente 380ºC, como máximo aproximadamente 370ºC, como máximo aproximadamente 360ºC, como máximo aproximadamente 350ºC, como máximo aproximadamente 340ºC, como máximo aproximadamente 320ºC, o como máximo aproximadamente 300ºC). Otros hidruros pueden funcionar con temperaturas y presiones menores. El dispositivo incluye además una salida de gas hidrógeno para liberar gas hidrógeno desde el recipiente. El dispositivo de descarga opcionalmente incluye además un aparato de eliminación de calor (por ejemplo, una bomba de calor, un intercambiador de calor, o un intercambiador de calor a reflujo aislado) para reducir la temperatura de la suspensión una vez que se agota de hidrógeno liberable.
En algunos casos, como se muestra en la FIG. 1, el dispositivo de descarga funciona sobre una base de lote por lote. La suspensión cargada se bombea en el dispositivo y se calienta, momento en el cual se desprende el hidrógeno de la suspensión. A continuación, la suspensión agotada se enfría opcionalmente y se bombea desde el dispositivo (por ejemplo, a un depósito de almacenamiento). A continuación, se repite el proceso.
En algunos ejemplos, la suspensión cargada se bombea continuamente en el dispositivo de descarga, calienta, agota, enfría y elimina. La FIG. 3 ilustra un ejemplo de un dispositivo 200 de descarga de modo continuo, en el que la suspensión 202 de hidruro metálico cargado es alimentada por una bomba 204 a una primera sección de tubería 206, donde se calienta a la temperatura de desorción mediante serpentines 208 de calentamiento. Una vez calentada, la suspensión 202 de hidruro metálico cargada pasa a una cámara 210 de desorción que tiene un espacio superior 211 sobre una superficie 203 de la suspensión 202. El gas hidrógeno 212 se desorba de la suspensión cargada 202 en el espacio superior 211, desde el cual se ventila a través de salidas de gas 212. Se puede utilizar una válvula 214 de presión para controlar la presión dentro del espacio superior 211. La longitud l de las tuberías de la cámara 210 de desorción es suficiente, cuando se toma en combinación con la velocidad de flujo de la suspensión, para permitir que se desorbe sustancialmente todo el hidrógeno disponible. La suspensión, que ahora es una suspensión 216 de hidruro metálico agotada, sale de la cámara 210 de desorción y entra en una tercera sección 220 de tubería, en la que se enfría hasta aproximadamente la temperatura ambiente, opcionalmente por medio de un intercambiador 222 de calor que se lleva el calor de la suspensión 216 de hidruro metálico agotada y la aplica a la suspensión 202 de hidruro metálico cargada que entra en el dispositivo 200 de descarga. A continuación, la suspensión 216 de hidruro metálico agotada se bombea hacia el exterior del dispositivo 200 de descarga, por ejemplo, para el almacenamiento y/o transporte.
La válvula 214 de presión puede en algunos casos acoplarse a un sistema 226 de refrigeración para enfriar el gas hidrógeno 212, y para condensar cualquier aceite 228 que se había volatilizado y ventilado junto con el gas hidrógeno
212. Cualquier aceite 228 tan condensado se podría añadir de nuevo a la suspensión 216 de hidruro metálico agotada. El gas hidrógeno 212 puede en algunos casos ejecutarse a través de un filtro 230, por ejemplo, un filtro de carbón, para eliminar cualquier resto de aceites u otras impurezas. El gas hidrógeno purificado ahora 212' puede a continuación alimentar un procesamiento adicional, tal como, por ejemplo, embotellado. De forma alternativa, el gas hidrógeno 212' puede ser suministrado a un proceso de consumo de hidrógeno tal como una célula de combustible o un sistema de soldadura.
En general, se utiliza una primera fuente de energía para formar o extraer el hidrógeno que se almacena en la suspensión de hidruro. La primera fuente de energía es, en ciertos ejemplos, una fuente de energía que está fácilmente disponible en un lugar determinado (por ejemplo, una primera ubicación) y/o no está fácilmente disponible en, y/o no es fácilmente transferible a, una segunda ubicación. Tales fuentes de energía incluyen fuentes de energía renovables, tales como, por ejemplo, eólica, geotérmica, hidroeléctrica, energía oceánica (por ejemplo, a partir de la energía de las olas del mar, las mareas, o en la energía térmica almacenada en el océano), la biomasa y la energía solar en forma de calor o electricidad. Tales fuentes de energía en general no producen gases de efecto invernadero y no están sujetas a agotamiento. La biomasa puede producir gases de efecto invernadero, pero típicamente no contribuye en cantidades sustanciales de gases adicionales de efecto invernadero a la atmósfera, ya que la biomasa utiliza los gases de efecto invernadero para crearse a sí misma. En algunos modos de realización, la energía nuclear se puede utilizar para producir hidrógeno. En otros modos de realización, los combustibles utilizados en general como fuentes de energía (por ejemplo, carbón, 011, y/o gas natural) pueden ser utilizados para producir hidrógeno. El hidrógeno puede producirse en un pequeño número de lugares, donde puede prestarse atención para reducir la contaminación resultante de la combustión de estos combustibles.
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