El Tamiz

Ignora lo accesorio, atesora lo esencial

Motores de agua y aluminio

La Purdue University ha desarrollado un sistema que podría ayudar a alcanzar una futura “economía del hidrógeno”. Su dispositivo produce hidrógeno a partir de agua bajo demanda utilizando bolas de aluminio y galio. El hidrógeno puede entonces utilizarse quemándolo o en una célula de combustible.

Los procesos químicos que producen hidrógeno a partir de agua son conocidos desde hace muchísimo tiempo, pero los ingenieros de la Purdue University han diseñado uno muy eficaz y económicamente viable (aunque, como veremos, no exento de obstáculos para su comercialización).

Básicamente, el sistema funciona de la siguiente manera: cuando se mezclan agua y unas pequeñas bolas de una aleación de aluminio/galio, el agua y el aluminio reaccionan y se forma óxido de aluminio, lo cual libera el hidrógeno. Esta reacción es violenta y muy exotérmica, de modo que en el uso cotidiano del dispositivo, el agua se añadiría poco a poco al aluminio. Al ser la reacción tan rápida, es posible generar hidrógeno bajo demanda, es decir, producir la reacción según se necesite utilizar el gas en vez de tener que transportalo como ahora.

El galio es importante por dos razones: en primer lugar, el aluminio sólido no reacciona espontáneamente con agua (o nuestras cocinas serían trampas mortales), pero cuando está aleado con galio sí lo hace. Además, el galio evita que, según el aluminio va reaccionando con el agua, se forme una capa de óxido de aluminio sobre la superficie de la bola y la reacción se detenga. Con el galio, la bola reacciona completamente.

Cuando la reacción ha terminado, lo que se tiene por un lado es óxido de aluminio con galio (que no se gasta ni sufre ninguna transformación permanente, ya que está actuando de catalizador), y por otro, hidrógeno. En un motor o una célula de combustible, el hidrógeno al final se convertirá de nuevo en agua, de modo que el “motor” del proceso completo, a lo largo de un ciclo, es la conversión de aluminio en óxido de aluminio, y no hay emisiones gaseosas de ningún tipo salvo, en el caso de una combustión de hidrógeno, vapor de agua.

Entonces, el coche reemplazaría las bolas “gastadas” por otras “nuevas”, y las gastadas se reciclarían para obtener aluminio de nuevo. Por supuesto, aquí no hay magia: obtener aluminio del óxido de aluminio cuesta energía, de modo que estos sistemas serían “limpios” si el modo de obtener esa energía lo es. La ventaja fundamentales es, por lo tanto, que no hace falta contener ni transportar el hidrógeno durante mucho tiempo (como ocurre, por ejemplo, con los vehículos actuales propulsados por hidrógeno), lo cual abarata mucho el proceso.

Utilizando este sistema, un coche podría disponer de un depósito con las bolas de aluminio/galio y repostar agua. Cambiando la inyección de gasolina por inyección de hidrógeno y mezclando la aleación con el agua al ritmo deseado, el coche seguiría siendo de combustión interna, pero repostaría agua y, eventualmente, bolas de la aleación cuando se hubieran acabado.

Desgraciadamente, ahora mismo no es eficaz económicamente el hacer esto: el precio de “reciclar” la cantidad necesaria de óxido de aluminio para luego quemar el hidrógeno producido es mayor que el de la gasolina. Por supuesto, parte del problema es que el coche tiene que acarrear las bolas de aleación todo el tiempo, un depósito lleno de estas bolas pesaría unos 150 kilos.

Sin embargo, hay esperanzas de utilizar el sistema de manera eficaz:

Cuando se desarrollen células de combustible adecuadas, el hidrógeno generado podrá ser entonces utilizado por la célula, aumentando el rendimiento hasta un 75%. En este caso, con los costes de producción actuales, un coche de “aluminio/galio/agua” competiría económicamente con uno de gasolina. Además, los beneficios de no depender de un combustible fósil hacen el aspecto económico secundario, pero todos sabemos que un sistema que no compita económicamente no tendrá futuro comercial.

Por otro lado, puede aumentarse el rendimiento haciendo que el calor producido en la reacción sea utilizable de alguna manera. Este calor es casi tan grande como la energía generada con el hidrógeno producido en ella, y si se aprovechase de manera directa o indirecta, el sistema sería aún más eficaz y un contendiente “energético” a tener en cuenta.

Para saber más: Artículo en Physorg.

Energía, Tecnología

16 comentarios

De: otanion
2007-05-17 12:41:24

El articulo dice que se podría llegar a un rendimiento de un motor de aluminio/galio/agua es del 75%, ¿que rencdimiento tienen los motores de gasolina actualmente?

De: Pedro
2007-05-17 12:47:29

Los motores de gasolina de combustión interna tienen una eficiencia muy baja...alrededor del 25-35%, creo.

De: j1d
2007-05-17 13:50:29

En el aprovechamiento del calor de reacción podría entrar en juego un motor sterling para generar electricidad, presurizar el gas, asistir a la tracción, tener aire acondicionado o alguna otra lindeza. Sería un bonito batiburrillo de tecnologías infrecuentes.

De: alberto
2007-05-17 14:43:31

si cierto, los motoroes de gasolina tienen un rendimiento sobre el 30 % el los de gasoil entre el 40 %

De: ingeniero
2007-05-17 15:00:27

Unas forma de aprovechar el calor residual de la reacción (siempre dependiendo de la temperatura alcanzada), sería usar un motor stirling para ello. DE ese modo en principio se aumentaria el rendimiento energético total.

De: Pedro
2007-05-17 16:15:05

¡Gracias por los comentarios tan informativos! Tenemos unos lectores de lo más "estudiaos"...:)

De: Autos ecologicos : Mi blog
2007-05-17 17:24:42

[...] :: Nota completa [...]

De: Lic. Stannum
2007-05-17 19:39:28

Bueno sin ser muy estudiioso y sin saber mucho mas que lo que ponen en la noticia, hay bastantes cosas que faltarian por desarrollar, como el metodo de transporte del hidrogeno desde la camara de generacion hasta la camara de combustion.
Ademas parece que se usaria un motor de oxidacion de hidrogeno, lo cual, energeticamente fundiria las piezas metalicas ya que una oxidacion (que no combustion) continuada elevaria mucho la temperatura.

De: Cybo
2007-05-18 13:26:13

El calor puede aprovecharse con un sistema del tipo del Turbosteamer que ha presentado BMW o con los motores que habéis comentado.
En cuanto a la combustión del hidrógeno, el problema de la temperatura debe estar solucionado, ahí tenéis la flotilla de BMW Serie 7 con motor de combustión de hidrógeno.Saludos al foro.

De: alejandro sebastian
2007-10-03 00:58:12

hola ! la verdad la nota me gusto muchisima ya que soy amante de los fierros y siempre me gusto el tema de combustibles alternativos,pero quisiera saber donde se consigue el componente galio para experimentar con lo dicho en este articulo.desde ya saludos y abrasos de bs. as.


De: Pedro
2007-10-03 08:05:45

alejandro,

No sé cómo de fácil es conseguir galio, nunca lo he intentado. Puedes echarle un ojo a la Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Galio


De: WITCHMAN
2010-07-29 17:37:14

Yo intente realizar una electrolisis instantanea e ignicion sin embargo ya no pude seguir investigando,,,espero que continuen,,,,saludos.


De: Jose Luis Regueira
2012-09-26 00:59:51

La alimentación de un motor de combustión interna con hidrogeno, obliga a usar motores de muy baja compresión, ya que con los actuales , al comprimir hidrogeno y aire en el interior del cilindro para inflamarlo luego, se convertiria en agua que no se inflamaría


De:
2013-07-10 15:23:13

Lo que ocurre en este proceso es permitir la oxidación instantánea del aluminio aleado con el galio, ya que sin el galio, se forma una película protectora de oxido de aluminio sobre la superficie evitando que este se oxide completamente en contacto con el agua, el galio rompe ese oxido estable y al contacto con el agua produce una reacción muy muy fuerte liberando muchísimo hidrógeno. Habra que sortear las barreras para hacer eficiente el aprovechamiento del combustible. Pero creo que es un buen camino para la producción segura de hidrógeno sin energías externas.


De: MANUEL GONZALEZ DOMINGUEZ
2014-12-28 11:33

En http://www.elperidicodemairena.com he publicado un estudio economico de la viabilidad del motor de agua y aluminio. Por favor, echadle un vstazo y comentarme

De: ruben armenta
2015-05-12 00:10

Hola cómo me gustaria hacer caminar un auto con base agua(hidrógeno) Me podrían ayudar?

MUCHAS GRACIAS

Escribe un comentario

Todos los comentarios deben ser aprobados por un moderador antes de ser publicados. Si quieres puedes usar markdown. Todos los campos son opcionales excepto el cuerpo del comentario, claro:

Nombre:
E-mail: (privado, para que aparezca tu gravatar)
Sitio web:

« El Siku Quanshu Relatividad sin fórmulas - Dilatación del tiempo »