Table of Contents:
  • Se presenta un proceso de purificación de hidrógeno en flujo, basado en el uso de hidruros metálicos. Este estudio encuentra su motivación en la posibilidad de generar aplicaciones industriales concretas a corto y mediano plazo, de acuerdo a un conjunto de oportunidades identificadas previamente. En base a trabajos previos se escoge el sistema LaNi_5-xSn_x como material activo. Se preparan aleaciones en el rango 0 ≤ x ≤ 0,5 y se caracteriza su reacción con H_2. Los resultados confirman que se trata de un sistema apto para su uso en aplicaciones estacionarias como la propuesta, con presiones de equilibrio cercanas a 1 bar, cinética de reacción apropiada a temperatura ambiente y buena resistencia a la degradación por ciclado. Se presta especial atención a la degradación por ciclado, tanto en H_2 puro como en presencia de CO. La incorporación de Sn aumenta la vida media del material en hidrógeno puro. Por otro lado, el CO retarda fuertemente la reacción, sin reducir la capacidad final. Los estudios de ciclado se realizan utilizando un equipo de laboratorio específico, desarrollado en esta Tesis. El proceso de purificación es implementado a escala de prototipo, utilizando un total de 300 g de LaNi_5. Se discuten los criterios de diseño del equipo y se presentan detalles de su construcción. Se presentan pruebas de purificación sobre hidrógeno previamente humidificado. Utilizando un flujo de trabajo de 100 sccm y a temperatura ambiente, sin fuentes ni sumideros de calor, se logra disminuir el contenido de humedad del gas de entrada de 3800 ppm a 190 ppm, manteniendo una fracción de recuperación del 93 %. A partir de los resultados obtenidos, se desarrolla un modelo computacional que describe el comportamiento de la reacción en el rango de condiciones estudiadas. Con esta herramienta se realiza un estudio preliminar del efecto de diferentes parámetros sobre la fracción recuperada. En particular, se evalúa el efecto del flujo de entrada, de la presión máxima, del contenido de Sn, de la caída de carga en el filtro de entrada al reactor, de la temperatura externa, de las condiciones de transferencia térmica y de la presencia de contaminantes nocivos para el material.