Fundación Naturgy / FPE. Vol.1 Gas renovable

82 • 3. Tecnologías de producción de hidrógeno La electrólisis del agua se lleva a cabo mediante un electrolizador, donde se aplica una fuente de energía eléctrica conectada a dos electrodos, el cátodo y el ánodo, hechos con platino o acero inoxidable que representan el polo positivo y el polo negativo. El hidrógeno se forma en el cátodo, mientras que el oxígeno se forma en el ánodo. La reacción que conforma la electrólisis del agua es la siguiente: H 2 O → H 2 + ½ O 2 (reacción global) Para mejorar la producción de hidrógeno, se suelen adicionar sales que actúen de catalizadores para así aumentar la velocidad de reacción. 3.2 Reformado con vapor de agua El reformado de hidrocarburos con vapor de agua para producir hidrógeno es una de las técnicas más utilizadas para producir hidrógeno. Esta tecnología, sin embargo, al utilizar combustibles fósiles como el gas natural, no puede considerarse como un proceso “verde” de obtención de hidrógeno. Es por ello, que se han desarrollado otras técnicas de reformado con materias primas que pueden considerarse verdes, como el etanol y los azúcares. El reformado de etanol y azúcares con vapor de agua, tecnología en fase de desarrollo, es por tanto, un proceso de reformado con fuentes renovables. El reformado de vapor es un proceso termodinámico que consiste en reaccionar, en este caso etanol o azúcares, y vapor a alta temperatura dentro de un reactor químico, donde se producen dos reacciones: • Reacción de reformado, se realiza a altas temperaturas. El proceso de liberar H 2 a partir de C 2 H 5 OH o C 6 H 12 O 6 se realiza en presencia de catalizadores específicos en sistemas de reacción diseñados para operar bien en fase gaseosa o en fase líquida. Por ejemplo, en el reformado de etanol, las reacciones que ocurren son: C 2 H 5 OH + 3H 2 O → 2CO 2 + 6H 2 CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2 • Una segunda reacción de cambio, exotérmica, donde el monóxido de carbono resultante de la primera reacción se transforma en hidrógeno, siendo esta reacción: CO + H 2 O → CO 2 + H 2 El gas obtenido ha de pasar por un proceso de purificación, ya que no se obtiene hidrógeno puro, sino que contiene pequeñas cantidades de CO 2 . El CO 2 se elimina mediante un lavado con aminas o una solución cáustica regenerativa y el gas rico en hidrógeno que se obtiene se refrigera hasta bajas temperaturas para terminar de purificarlo. La dificultad principal que tienen estas reacciones es que no son selectivas debido a que, bajo las condiciones de reacción, se ven favorecidas otras reacciones laterales que dan lugar a subproductos no deseados (monóxido de carbono, metano, acetaldehído) y, por ello, a una disminución de la selectividad a H 2 . Además, Excedente de energía renovable Electrólisis Hidrógeno renovable H 2 Imagen 26. Producción de hidrógeno mediante hidrólisis. Imagen 27. Concepto de la electrólisis del agua. H 2 O OH – e – H + O H H 2 e – e – e – O 2 – +