Obtención de Hidrógeno desde Agua
Una pregunta de cultura general:
¿Cuántos Kw son necesarios para extraer el Hidrógeno correspondiente a 1 litro de agua?
¿La cantidad de Hidrógeno extraída cuantos Kw de energía producirían?
¿Cuántos Kw son necesarios para extraer el Hidrógeno correspondiente a 1 litro de agua?
¿La cantidad de Hidrógeno extraída cuantos Kw de energía producirían?
1 Respuesta
Respuesta de Gabriel Martín
1
Seguramente tu pregunta hace referencia a Kw. H (unidad de energía) y no Kw (unidad de potencia).
La energía necesaria para extraer el hidrógeno de un litro de agua se obtiene a partir de la energía de formación del agua líquida a partir del hidrógeno y oxígeno moleculares que es de 285,8 KJ/mol. 18 gramos de agua forman un mol; luego en un litro hay 1000/18 = 55,56 moles de agua. Por tanto la energía necesaria para disociar un litro de agua (por electrolisis por ejemplo) en sus componentes Oxígeno e Hidrógeno es:
E = 55,56 x 285,8 KJ = 15793,31 KJ
Esta cantidad expresada en Kw.h resulta ser: (1 Kw.h = 3600 KJ)
E = 4,39 Kw.h
(Si aplicáramos una potencia de 4,39 Kw al proceso de electrolisis durante una hora, disociaríamos completamente un litro de agua)
Tras la disociación, 2 H2O ---> 2 H2 + O2, se obtienen dos moles de hidrógeno y un mol de oxígeno por cada dos moles de agua, por tanto de un litro de agua se obtienen:
27,78 moles O2 = 27,78 x 32 = 888,9 g O2
55,56 moles H2 = 111,1 g H2
Esto es, habremos obtenido 0,1111 Kg de hidrógeno.
Podemos recuperar energía del hidrógeno por combustión; puesto que el calor de combustión del hidrógeno es de 284,5 KJ/mol, de la cantidad de hidrógeno obtenida anteriormente podríamos extraer por combustión:
E = 284,5 x 55,56 KJ = 15806,8 KJ = 4,39 Kw.h
No se han considerado las pérdidas de energía que se producen tanto en la electrolisis del agua como en la combustión del hidrógeno pero la conclusión es que la obtención de hidrógeno a partir del agua para obtener energía por combustión no es aceptable porque lo que se obtiene es prácticamente igual a lo que se consume. El balance sería incluso muy negativo si tenemos en cuenta el bajo rendimiento del proceso de generación de electricidad si, para obtener ésta se han utilizado combustibles.
La cosa cambia enormemente si se extrae energía del hidrógeno por medio de un reactor de fusión, aún inexistente pero en fase de investigación con deuterio y tritio (dos isotopos del hidrógeno con dos y tres neutrones respectivamente). Se podrían obtener valores de energía del orden de millones de veces el valor anterior, reproduciendo los procesos energéticos que tienen lugar en las estrellas.
La energía necesaria para extraer el hidrógeno de un litro de agua se obtiene a partir de la energía de formación del agua líquida a partir del hidrógeno y oxígeno moleculares que es de 285,8 KJ/mol. 18 gramos de agua forman un mol; luego en un litro hay 1000/18 = 55,56 moles de agua. Por tanto la energía necesaria para disociar un litro de agua (por electrolisis por ejemplo) en sus componentes Oxígeno e Hidrógeno es:
E = 55,56 x 285,8 KJ = 15793,31 KJ
Esta cantidad expresada en Kw.h resulta ser: (1 Kw.h = 3600 KJ)
E = 4,39 Kw.h
(Si aplicáramos una potencia de 4,39 Kw al proceso de electrolisis durante una hora, disociaríamos completamente un litro de agua)
Tras la disociación, 2 H2O ---> 2 H2 + O2, se obtienen dos moles de hidrógeno y un mol de oxígeno por cada dos moles de agua, por tanto de un litro de agua se obtienen:
27,78 moles O2 = 27,78 x 32 = 888,9 g O2
55,56 moles H2 = 111,1 g H2
Esto es, habremos obtenido 0,1111 Kg de hidrógeno.
Podemos recuperar energía del hidrógeno por combustión; puesto que el calor de combustión del hidrógeno es de 284,5 KJ/mol, de la cantidad de hidrógeno obtenida anteriormente podríamos extraer por combustión:
E = 284,5 x 55,56 KJ = 15806,8 KJ = 4,39 Kw.h
No se han considerado las pérdidas de energía que se producen tanto en la electrolisis del agua como en la combustión del hidrógeno pero la conclusión es que la obtención de hidrógeno a partir del agua para obtener energía por combustión no es aceptable porque lo que se obtiene es prácticamente igual a lo que se consume. El balance sería incluso muy negativo si tenemos en cuenta el bajo rendimiento del proceso de generación de electricidad si, para obtener ésta se han utilizado combustibles.
La cosa cambia enormemente si se extrae energía del hidrógeno por medio de un reactor de fusión, aún inexistente pero en fase de investigación con deuterio y tritio (dos isotopos del hidrógeno con dos y tres neutrones respectivamente). Se podrían obtener valores de energía del orden de millones de veces el valor anterior, reproduciendo los procesos energéticos que tienen lugar en las estrellas.
Fenomenal... Has captado el fondo de la cuestión a la primera. Y por lo que me cuentas crear un ciclo de generación de H2 / generación de energía con un superhabit rentable de H2 hoy por hoy con la tecnología de que disponemos es difícil.. La siguiente cuestión, aparte de la teórica que ha quedado muy clara, es: ¿Existe algún tipo de tecnología en funcionamiento que permita crear este ciclo de forma rentable?..
Saludos y gracias.
Saludos y gracias.
