Estudio experimental del aprovechamiento del calor residual de un MACI para generar hidrógeno catalíticamente

A lo largo de este proyecto se realiza el estudio de la posibilidad de la utilización de energía residual, concretamente el calor disipado por los gases de escape de un motor de combustión, para el reformado catalítico de hidrógeno. Es decir, la obtención de un vector energético a partir de energía no aprovechada, lo que significa un aumento de la eficiencia del sistema. Para realizar el reformado se han valorado diferentes catalizadores: uno de cobalto y uno de rodio-paladio, así como diferentes reactivos: etanol y bioetanol. El proyecto no sólo se ha desarrollado a nivel teórico, sino que todas las etapas se han realizado experimentalmente para comprobar el desarrollo empírico de las premisas que se planteando, así como la resolución de problemas que conceptualmente no se perciben pero que aparecen a la hora de trabajar en el laboratorio. Se ha realizado el estudio con un motor GX390, los resultados obtenidos han sido muy positivos y por ello, posteriormente, se ha valorado la posibilidad de realizar una inyección de este hidrógeno generado en el propio motor, aprovechando este vector energético, generado de manera limpia, para sustituir parte del consumo de combustible y aportar así ahorro económico y disminución de emisiones de CO2

Finding a suitable catalyst for on-board ethanol reforming using exhaust heat from an internal combustion engine

Ethanol steam reforming with pure ethanol and commercial bioethanol (S/C = 3) was carried out inside the housing of the exhaust gas pipe of a gasoline internal combustion engine (ICE) by using exhaust heat (610–620 °C). Various catalytic honeycombs loaded with potassium-promoted cobalt hydrotalcite and with ceria-based rhodium–palladium catalysts were tested under different reactant loads. The hydrogen yield obtained over the cobalt-based catalytic honeycomb at low load (F/W 200 h) at high load (F/W = 150 mLliq·gcat-1·h-1, GHSV = 2.4·103 h-1) showed that promotion of the ceria-supported noble metal catalyst with alumina and zirconia is a key element for practical application using commercial bioethanol. HRTEM analysis of post mortem honeycombs loaded with RhPd/Ce0.5Zr0.5O2–Al2O3 showed no carbon formation and no metal agglomeration.Postprint (author's final draft

Diseño y construcción de una máquina frigorífica con regulación de capacidad por el uso de aditivos

El objetivo de este proyecto es construir una bomba de calor que permita con un consumo constante variar la capacidad calorífica en cada instante según las necesidades térmicas del local, sin los inconvenientes que presenta el inverter actual. Esto se conseguirá mediante la utilización de un absorbente que nos permitirá incrementar la temperatura sin necesidad de aumentar la presión de descarga del compresor, de manera que el consumo sea máximo los días de temperaturas extremas y que este se vaya reduciendo a mediad que no alejamos de estos valores. Durante el desarrollo del proyecto se buscan absorbentes que pueden llevar a cabo esta función, desde líquidos iónicos hasta aceite, por pragmatismo nos quedaremos con este último a pesar de que presenta un problema: una excesiva generación de espuma debido a las condiciones del compresor que invade todo el circuito. Este inconveniente ya era conocido pues anteriormente se había tratada de alcanzar este mismo objetivo utilizando aceite, pero sin éxito. Para solventar este problema y a la vez mejorar el rendimiento del circuito añadiendo un condensador de apoyo se ha diseñado y construido un separador de aceite especial, especial por su dimensionamiento expreso para dificultar la formación del elemento perjudicial. Y con una batería de aletas con planchas para evitar la propagación de las espuma si fuese necesario. Finalmente se ha construido el circuito y se ha probado con éxito, las variaciones de temperatura se correspondían con los procesos de experimentación que se había hecho de forma paralela al montaje y que mostraban la relación entre presión, temperatura y capacidad absorbente del aceite. También se han calculado los diferentes consumos del compresor y COP que pueden darse para compararlos con los de los inverters. En ambos regímenes de trabajo el ahorro aumenta, entre un 5,4% y un 40,17% la potencia frigorífica es mucho mayor, y los COPs también aumentan, llegando a valores de 10,91 y 5,8. Por lo tanto se puede afirmar que el circuito cumple las expectativas y que es una mejora importante con respecto a las máquinas climatizadoras

Diseño y construcción de una máquina frigorífica con regulación de capacidad por el uso de aditivos

El objetivo de este proyecto es construir una bomba de calor que permita con un consumo constante variar la capacidad calorífica en cada instante según las necesidades térmicas del local, sin los inconvenientes que presenta el inverter actual. Esto se conseguirá mediante la utilización de un absorbente que nos permitirá incrementar la temperatura sin necesidad de aumentar la presión de descarga del compresor, de manera que el consumo sea máximo los días de temperaturas extremas y que este se vaya reduciendo a mediad que no alejamos de estos valores. Durante el desarrollo del proyecto se buscan absorbentes que pueden llevar a cabo esta función, desde líquidos iónicos hasta aceite, por pragmatismo nos quedaremos con este último a pesar de que presenta un problema: una excesiva generación de espuma debido a las condiciones del compresor que invade todo el circuito. Este inconveniente ya era conocido pues anteriormente se había tratada de alcanzar este mismo objetivo utilizando aceite, pero sin éxito. Para solventar este problema y a la vez mejorar el rendimiento del circuito añadiendo un condensador de apoyo se ha diseñado y construido un separador de aceite especial, especial por su dimensionamiento expreso para dificultar la formación del elemento perjudicial. Y con una batería de aletas con planchas para evitar la propagación de las espuma si fuese necesario. Finalmente se ha construido el circuito y se ha probado con éxito, las variaciones de temperatura se correspondían con los procesos de experimentación que se había hecho de forma paralela al montaje y que mostraban la relación entre presión, temperatura y capacidad absorbente del aceite. También se han calculado los diferentes consumos del compresor y COP que pueden darse para compararlos con los de los inverters. En ambos regímenes de trabajo el ahorro aumenta, entre un 5,4% y un 40,17% la potencia frigorífica es mucho mayor, y los COPs también aumentan, llegando a valores de 10,91 y 5,8. Por lo tanto se puede afirmar que el circuito cumple las expectativas y que es una mejora importante con respecto a las máquinas climatizadoras

Diseño y construcción de una máquina frigorífica con regulación de capacidad por el uso de aditivos

El objetivo de este proyecto es construir una bomba de calor que permita con un consumo constante variar la capacidad calorífica en cada instante según las necesidades térmicas del local, sin los inconvenientes que presenta el inverter actual. Esto se conseguirá mediante la utilización de un absorbente que nos permitirá incrementar la temperatura sin necesidad de aumentar la presión de descarga del compresor, de manera que el consumo sea máximo los días de temperaturas extremas y que este se vaya reduciendo a mediad que no alejamos de estos valores. Durante el desarrollo del proyecto se buscan absorbentes que pueden llevar a cabo esta función, desde líquidos iónicos hasta aceite, por pragmatismo nos quedaremos con este último a pesar de que presenta un problema: una excesiva generación de espuma debido a las condiciones del compresor que invade todo el circuito. Este inconveniente ya era conocido pues anteriormente se había tratada de alcanzar este mismo objetivo utilizando aceite, pero sin éxito. Para solventar este problema y a la vez mejorar el rendimiento del circuito añadiendo un condensador de apoyo se ha diseñado y construido un separador de aceite especial, especial por su dimensionamiento expreso para dificultar la formación del elemento perjudicial. Y con una batería de aletas con planchas para evitar la propagación de las espuma si fuese necesario. Finalmente se ha construido el circuito y se ha probado con éxito, las variaciones de temperatura se correspondían con los procesos de experimentación que se había hecho de forma paralela al montaje y que mostraban la relación entre presión, temperatura y capacidad absorbente del aceite. También se han calculado los diferentes consumos del compresor y COP que pueden darse para compararlos con los de los inverters. En ambos regímenes de trabajo el ahorro aumenta, entre un 5,4% y un 40,17% la potencia frigorífica es mucho mayor, y los COPs también aumentan, llegando a valores de 10,91 y 5,8. Por lo tanto se puede afirmar que el circuito cumple las expectativas y que es una mejora importante con respecto a las máquinas climatizadoras

Estudio experimental del aprovechamiento del calor residual de un MACI para generar hidrógeno catalíticamente

A lo largo de este proyecto se realiza el estudio de la posibilidad de la utilización de energía residual, concretamente el calor disipado por los gases de escape de un motor de combustión, para el reformado catalítico de hidrógeno. Es decir, la obtención de un vector energético a partir de energía no aprovechada, lo que significa un aumento de la eficiencia del sistema. Para realizar el reformado se han valorado diferentes catalizadores: uno de cobalto y uno de rodio-paladio, así como diferentes reactivos: etanol y bioetanol. El proyecto no sólo se ha desarrollado a nivel teórico, sino que todas las etapas se han realizado experimentalmente para comprobar el desarrollo empírico de las premisas que se planteando, así como la resolución de problemas que conceptualmente no se perciben pero que aparecen a la hora de trabajar en el laboratorio. Se ha realizado el estudio con un motor GX390, los resultados obtenidos han sido muy positivos y por ello, posteriormente, se ha valorado la posibilidad de realizar una inyección de este hidrógeno generado en el propio motor, aprovechando este vector energético, generado de manera limpia, para sustituir parte del consumo de combustible y aportar así ahorro económico y disminución de emisiones de CO2

Finding a suitable catalyst for on-board ethanol reforming using exhaust heat from an internal combustion engine

Ethanol steam reforming with pure ethanol and commercial bioethanol (S/C = 3) was carried out inside the housing of the exhaust gas pipe of a gasoline internal combustion engine (ICE) by using exhaust heat (610–620 °C). Various catalytic honeycombs loaded with potassium-promoted cobalt hydrotalcite and with ceria-based rhodium–palladium catalysts were tested under different reactant loads. The hydrogen yield obtained over the cobalt-based catalytic honeycomb at low load (F/W 200 h) at high load (F/W = 150 mLliq·gcat-1·h-1, GHSV = 2.4·103 h-1) showed that promotion of the ceria-supported noble metal catalyst with alumina and zirconia is a key element for practical application using commercial bioethanol. HRTEM analysis of post mortem honeycombs loaded with RhPd/Ce0.5Zr0.5O2–Al2O3 showed no carbon formation and no metal agglomeration