Sistemes Avançats de Poligeneració basats en Hidrurs Metàl·lics per a la producció d'electricitat, calor, refrigeració, hidrogen i emmagatzematge flexible d'energia.
L'ús de fonts d'energia renovable i l'ús emergent de l'hidrogen com a vector energètic constitueix la base de les estratègies energètiques de la Comissió Europea i dels països membres per combatre el canvi climàtic. L’emmagatzematge d’hidrogen en hidrurs metàl·lics (HMs) ofereix altes densitats d’energia volumètrica i alta seguretat. A més, els HM poden funcionar com a bombes de calor d'estat sòlid, proporcionant calefacció i/o refrigeració, o també com a compressors tèrmics.
Aquest projecte se centra en el desenvolupament de solucions avançades de poligeneració altament integrades energèticament, basades en HMs, per subministrar electricitat, calor, refrigeració i emmagatzematge flexible d’energia. Encara que l'ús d'HMs per a calefacció i refrigeració no és nou, aquest projecte és pioner en la integració d'aquesta aplicació amb l'emmagatzematge d'hidrogen en un únic sistema unificat, que inclou des de la generació d'hidrogen fins al lliurament final. La integració dels HMs a la cadena de valor de l'hidrogen presenta oportunitats importants d'optimització energètica. Per exemple, la calor dissipada pels electrolitzadors i les piles de combustible es poden aprofitar per a la desorció d'hidrogen; el refredament generat durant la desorció a baixa pressió pot reduir el consum d'energia als compressors d'hidrogen; i el calor alliberat durant l'absorció de l'hidrogen a temperatures mitjanes es pot utilitzar per a calefacció, entre altres sinergies.
Aquest sistema de poligeneració també funcionarà com un sistema de poliemmagatzematge, emmagatzemant energia no només com a hidrogen llest per ser convertit novament en electricitat o per a altres usos, en forma d'aigua calenta o freda, o en bateries elèctriques per a un lliurament ràpid a curt termini. A més, l'hidrogen emmagatzemat als HMs a una pressió relativament alta, i alliberat utilitzant calor renovable i/o residual, reduirà la demanda de potència mecànica per a la comprensió final i el lliurament de l'hidrogen en estacions de recàrrega. Tots els subsistemes estaran interconnectats dins del sistema de poligeneració per millorar l'eficiència energètica i reduir costos operatius.
El projecte comença amb la identificació i selecció de HMs adequats per a aquest sistema de poligeneració. El comportament tècnic de les diferents configuracions serà avaluat mitjançant models matemàtics incloent-hi les propietats termofísiques dels HMs. Algunes propietats essencials per a la modelització i anàlisi del comportament transitori s'hauran de determinar experimentalment al laboratori del nostre grup de recerca. A més, aquests assaigs també s'avaluaran equips comercialitzats per determinar la seva idoneïtat per a aquest projecte.
Posteriorment, el rendiment general del sistema es provarà a escala de laboratori per assajar l'operació i el control. El treball experimental es durà a terme a les instal·lacions pilot del grup, i les dades resultants s'utilitzaran per desenvolupar una eina de simulació que permeti avaluar l'exercici del sistema de poligeneració. Finalment, l'eina de simulació s'aplicarà per avaluar el rendiment del sistema a tota la cadena de valor de l'hidrogen, utilitzant el simulador de processos Aspen Plus. Això inclourà des de la generació d’hidrogen fins l’ús final en petites instal·lacions industrials o estacions de recàrrega d’hidrogen.
 |
 |
 |
PROJECTES DE GENERACIÓ DE CONEIXEMENT 2024 MINISTERIO DE CIENCIA, INNOVACION Y UNIVERSIDADES Investigadors Principals: joan Carles Bruno Argilaguet i Daniel Salavera Muñoz |