Separación de hidrógeno de una mezcla industrial empleando una membrana de Pd/Au

M.V. BLANCO; J.P. ROSSICH; G. MEYER; A. BARUJ; A. TARDITI; L.M. CORNAGLIA

Concepción

Congreso; 15o Congreso Internacional en Metalurgia y Materiales (CONAMET/SAM 2015); 2015

CONAMET

La separación de hidrógeno utilizando membranas de aleaciones de Pd genera gran interés debido al variado campo de aplicaciones que puede tener en la industria. En este trabajo se presentan los resultados de la caracterización de una membrana de aleación Pd/Au durante la permeación selectiva de hidrógeno a partir de una mezcla gaseosa y su comparación con el caso de hidrógeno puro. Se utilizó una membrana de Pd/Au de 10 µm de espesor depositada sobre un disco de acero inoxidable poroso. En la interfase membrana/sustrato se depositó una película delgada de ZrO2 por dip coating, la cual inhibe la interdifusión metálica y crea una superficie adecuada para la deposición de la película Pd/Au [1]. Se realizaron pruebas para determinar la dependencia del flujo permeado con la temperatura de la membrana (300°C ? 500°C) y con la diferencia de presión de hidrógeno entre ambas caras de la misma (hasta 6 bar). Se compararon las mediciones efectuadas con hidrógeno puro con las obtenidas utilizando una mezcla de gases H2:N2+H2O en proporción aproximada 49:1. Luego, utilizando un arreglo experimental que permite una circulación de gases en circuito cerrado, se cargó un recipiente con la mezcla gaseosa mencionada hasta una presión de 2 bar y se realizaron mediciones para evaluar la capacidad de separación a medida que disminuía la presión parcial de hidrógeno sin alterar la presión parcial de impurezas. El estudio se repitió a diferentes temperaturas dentro del rango antes indicado, hasta una presión final de 0,4 bar.Los resultados experimentales fueron utilizados para obtener una expresión fenomenológica que permite calcular el flujo de hidrógeno permeado en función de la temperatura, la presión y la concentración de impurezas en la mezcla a separar.