Reformador de metanol

Un reformador de metanol es un dispositivo utilizado en ingeniería química , especialmente en el área de tecnología de celdas de combustible , que puede producir gas hidrógeno puro y dióxido de carbono mediante la reacción de una mezcla de metanol y agua (vapor).

${\displaystyle \mathrm {CH_{3}OH_{(g)}+H_{2}O_{(g)}\;\longrightarrow \;CO_{2}+3\ H_{2}\qquad } \Delta H_ {R\ 298}^{0}=49,2\ \mathrm {kJ/mol} }$

El metanol se transforma en hidrógeno y dióxido de carbono mediante presión, calor e interacción con un catalizador .

Una mezcla de agua y metanol con una relación de concentración molar (agua:metanol) de 1,0 - 1,5 se presuriza a aproximadamente 20 bares , se vaporiza y se calienta a una temperatura de 250 - 360  °C . El hidrógeno que se crea se separa mediante el uso de adsorción por oscilación de presión o una membrana permeable al hidrógeno hecha de polímero o una aleación de paladio .

Hay dos métodos básicos para realizar este proceso.

• La mezcla de agua y metanol se introduce en un reactor en forma de tubo donde entra en contacto con el catalizador. A continuación, el hidrógeno se separa de los demás reactivos y productos en una cámara posterior, ya sea por adsorción por oscilación de presión (PSA) o mediante el uso de una membrana por donde pasa la mayor parte del hidrógeno. Este método se utiliza normalmente para unidades más grandes y no móviles.
• El otro proceso incluye una cámara de reacción integrada y una membrana de separación, un reactor de membrana . En este enfoque relativamente nuevo, la cámara de reacción está diseñada para contener membranas permeables al hidrógeno de alta temperatura que pueden estar formadas por metales refractarios , aleaciones de paladio o cerámica recubierta de PdAg . De este modo, el hidrógeno se separa de la cámara de reacción a medida que avanza la reacción. Esto purifica el hidrógeno y, a medida que continúa la reacción, aumenta tanto la velocidad de reacción como la cantidad de hidrógeno extraído.

En ambos diseños, no se elimina todo el hidrógeno de los gases del producto (refinado). Como la mezcla de gases restante todavía contiene una cantidad significativa de energía química, a menudo se mezcla con aire y se quema para generar calor para la reacción de reformado endotérmica.

Los reformadores de metanol se utilizan como componente de sistemas de celdas de combustible estacionarias o vehículos propulsados ​​por celdas de combustible de hidrógeno (ver Celda de combustible de metanol reformado ). Daimler-Chrysler presentó un prototipo de automóvil, el NECAR 5, en el año 2000. La principal ventaja de un vehículo con un reformador es que no necesita un tanque de gas presurizado para almacenar combustible de hidrógeno; en cambio, el metanol se almacena como líquido. Las implicaciones logísticas de esto son grandes; el hidrógeno presurizado es difícil de almacenar y producir. Además, esto podría ayudar a aliviar la preocupación del público sobre el peligro del hidrógeno y, por lo tanto, hacer que los vehículos propulsados ​​por celdas de combustible sean más atractivos. Sin embargo, el metanol, como la gasolina , es tóxico y (por supuesto) inflamable. El costo de la membrana de PdAg y su susceptibilidad a dañarse por los cambios de temperatura proporcionan obstáculos para su adopción.

Mientras que el hidrógeno produce energía sin CO2 _, un reformador de metanol crea el gas como subproducto.

Sin embargo, el metanol (preparado a partir de gas natural) que se utiliza en una celda de combustible eficiente libera menos CO2 _a la atmósfera que la gasolina, en un análisis neto. ^[1]

• Emonts, B. et al.: Prueba de reformador de metanol compacto para vehículos ligeros alimentados con celdas de combustible , J. Power Sources 71 (1998) 288-293
• Wiese, W. et al.: Reformado con vapor de metanol en un sistema de accionamiento de celdas de combustible , J. Power Sources 84 (1999) 187-193
• Peters, R. et al.: Investigación de un concepto de metanol considerando el impacto particular de la dinámica y la estabilidad a largo plazo para su uso en un automóvil de pasajeros propulsado por celdas de combustible , J. Power Sources 86 (1999) 507-514

• Reformado con vapor
• Oxidación parcial
• Proximidad
• Pila de combustible de metanol reformado
• Economía del metanol
• Electrólisis del agua asistida por solución orgánica