Estudio numérico y experimental de almacenadores de hidrógeno basados en hidruros metálicos

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Entre los múltiples desafíos que representa el uso de hidrógeno como combustible alternativo a los combustibles fósiles, su almacenamiento es uno de los que más atención requiere. El almacenamiento de hidrógeno en aleaciones formadoras de hidruro se presenta como una posibilidad factible en vista...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Melnichuk, Maximiliano
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2010
Materias:
Ingeniería
Metalurgia
Almacenamiento de hidrógeno
Hidrogen storage
Hidruros
Hydrides
Contenedores
Containers
Transferencia de calor
Heat transfer
Aletas
Fins
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/132/1/1Melnichuk.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
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description Entre los múltiples desafíos que representa el uso de hidrógeno como combustible alternativo a los combustibles fósiles, su almacenamiento es uno de los que más atención requiere. El almacenamiento de hidrógeno en aleaciones formadoras de hidruro se presenta como una posibilidad factible en vistas de las dificultades propias del almacenamiento del hidrógeno como gas o como líquido. En el presente trabajo de tesis se estudian los fenómenos asociados a absorción y desorción de hidrógeno en contenedores de hidruro metálico. Se hace énfasis en el fenómeno de transferencia de calor, principal limitante de los tiempos de carga y descarga de los almacenadores. Debido a la baja conductividad efectiva del hidruro en estado particulado, y a los valores de calor de formación asociados a la reacción con hidrógeno, se hace necesario facilitar el intercambio de calor entre el seno del hidruro y el medio exterior. Mediante estudios numéricos se optimizaron aletas internas conductoras de calor en función del tiempo de carga y del diámetro del almacenador. Se comprobó experimentalmente la validez de las simulaciones en dispositivos diseñados y construidos especialmente para tal fin. Se estudió el desempeño de un almacenador de hidruros prototipo, analizando la sensibilidad de la simulación respecto de los principales parámetros físicos de la aleación. La actividad experimental asociada a estos estudios requirió la elaboración de aleaciones mediante horno de arco y su caracterización metalúrgica. Para estudiar el comportamiento de absorción y desorción de las aleaciones a partir de la fase gaseosa se desarrolló un equipo volumétrico tipo Sieverts automatizado. Con estos elementos se propone un procedimiento de diseño de almacenadores de hidruros que define, dado un caudal de desorción y un diámetro de almacenador, la fracción volumétrica de material conductor de calor que se debe agregar para lograr un desempeño satisfactorio. Se comprobó que este procedimiento, que se desarrolló para aleaciones del tipo AB5, es aplicable a aleaciones con calores de formación del mismo orden.
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