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El proceso Lamm-Honigmann es un proceso de almacenamiento y conversión de calor en energía que consiste en utilizar el efecto de la depresión de la presión de vapor de una mezcla de fluidos de trabajo en comparación con un fluido de trabajo puro de esa mezcla. Este proceso recibe su nombre de sus inventores independientes, Emile Lamm (patente estadounidense de 1870) [ 1 ] y Moritz Honigmann (patente alemana de 1883). [ 2 ] Ambos inventores concibieron y realizaron el mismo principio de proceso para su uso como almacenamiento de energía en las llamadas locomotoras sin fuego, pero con diferentes pares de fluidos de trabajo: Emile Lamm utilizó amoníaco y agua, y Moritz Honigmann utilizó agua y sosa cáustica .
En comparación con las locomotoras convencionales sin combustión (que suelen funcionar con depósitos de agua o aire comprimido), la ventaja del proceso propuesto por Lamm y Honigmann radica en que la pérdida de presión durante la descarga es menor, lo que permite alcanzar, teóricamente, una mayor densidad de almacenamiento. Este proceso puede considerarse una tecnología de baterías de Carnot .
Principio del proceso
Según la ley de Raoult, una mezcla de agua y, por ejemplo, cualquier sal, tiene una presión de vapor menor que la mezcla pura. Más específicamente, la disminución de la presión de vapor es mayor cuanto mayor es la fracción másica de sal. Este potencial de presión se utiliza en el proceso Lamm-Honigmann para expandir el fluido de trabajo, por ejemplo, vapor de agua, en un dispositivo de expansión y generar energía mecánica o, posteriormente, eléctrica. El fluido de trabajo se evapora de un depósito ( evaporador ) y luego se expande en una solución concentrada del par de fluidos de trabajo con menor presión de vapor (absorbedor). El fluido de trabajo es absorbido por la solución y el calor de absorción se transfiere al evaporador para mantener la presión en este. Durante este proceso de descarga, la presión en el absorbedor aumenta debido a la dilución de la mezcla, hasta que el potencial de presión ya no es suficiente para accionar el dispositivo de expansión o cualquier otro componente conectado a él. El depósito se descarga.
El proceso de carga consiste en reconcentrar la mezcla de fluido de trabajo mediante calor [ 3 ] [ 4 ] o energía mecánica. [ 5 ] [ 6 ] En el caso de la carga térmica, la solución diluida se calienta y el fluido de trabajo se desorbe y condensa en un condensador al mismo nivel de presión. El calor de condensación debe transferirse al ambiente o a otro disipador de calor. En el caso de la carga mecánica, el proceso de descarga se invierte literalmente. Un dispositivo de compresión lleva el fluido de trabajo desorbido de la mezcla a un nivel de presión mayor, donde se condensa. El calor de condensación se transfiere a la mezcla para la desorción del fluido de trabajo.
El proceso puede realizarse igualmente utilizando pares de sorción sólidos (por ejemplo, zeolita /agua) o productos químicos de una reacción química reversible (por ejemplo, cloruro de calcio /agua), pero no se conocen prototipos ya realizados.
Aplicación como almacenamiento de energía estacionario
Mientras que las densidades de almacenamiento alcanzables con los pares de fluidos de trabajo investigados recientemente son de 1,4-17,5 Wh/kg [ 6 ] no lo suficientemente grandes para aplicaciones móviles, el trabajo de investigación actual se centra en su aplicación como almacenamiento de energía estacionario con un uso flexible de diferentes tipos de energía para carga y descarga [ 6 ] ya que las eficiencias de almacenamiento indicadas [ 7 ] son comparables a otros sistemas de almacenamiento de energía a granel como la hidroeléctrica de bombeo , el almacenamiento de energía de aire líquido o el almacenamiento de hidrógeno .
Véase también
Referencias
- ↑ Emile Lamm (1870), Mejora de los motores de gas amoniacal , Patente n.º 105 581, Oficina de Patentes de los Estados Unidos
- ^ Honigmann, M. (1883), Verfahren zur Entwicklung gespannten Dampfes durch Absortion des abgehenden Maschinendampfes in Aetznatron oder Aetzkali (en alemán), Patente No. 26234, Kaiserliches Patentamt
- ^ Honigmann, M (1885), Vorrichtung zum Eindampfen der Laugen in Natrondampfkesseln mittels gespannten Dampfes (en alemán), Patente n.º 33654, Kaiserliches Patentamt
- ↑ US 4122680 , Isshiki, N., Nikai, I., Uchida, H., "Centrales eléctricas que funcionan con energía de diferencia de concentración y medios utilizados en conjunto con ellas", publicado el 31 de octubre de 1978
- ↑ Honigmann, M. (1885), Almacenamiento de energía. Especificación que forma parte de la patente n.° 333,222, de fecha 29 de diciembre de 1885. Solicitud presentada el 28 de mayo de 1885, n.° de serie 166,984, Oficina de Patentes de los Estados Unidos.
- 1 2 3 Jahnke, A., Ziegler, F., Karow, M. (2009), Reevaluación del proceso Honigmann: Almacenamiento de calor termoquímico para el suministro de electricidad y refrigeración , En: Actas de la Conferencia sobre Ciclos de Energía Térmica, Berlín, Alemania
{{citation}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ↑ Thiele, Elisabeth; Jahnke, Anna; Ziegler, Felix (2020). "Eficiencia del almacenamiento de energía termoquímica de Lamm-Honigmann". Thermal Science and Engineering Progress . 19 100606. Bibcode : 2020TSEP...1900606T . doi : 10.1016/j.tsep.2020.100606 . ISSN 2451-9049 . S2CID 225010799 .
- Almacenamiento de energía