Diseño, construcción y caracterización de una fuente de hidrógeno de media presión basada en materiales formadores de hidruros

F. MANGIAROTTI; G. BERTOLINO; A. BARUJ; G. MEYER

Buenos Aires, Argentina

Congreso; 9o Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales (SAM-CONAMET 2009); 2009

Asociación Argentina de Materiales

El trabajo describe el diseño y la construcción de una fuente portátil de hidrógeno, utilizando materiales formadores de hidruros para almacenar el gas. El destino primario de la fuente es su uso en experimentos fuera del ámbito de un laboratorio con acceso a la red interna de distribución de hidrógeno. Considerando que la fuente debe entregar hidrógeno en un intervalo de presiones entre 3 bar y 60 bar para un intervalo de temperaturas entre 22oC y 155oC, hemos seleccionado una aleación LaNi5 como material formador de hidruros. Este material tiene como ventajas adicionales su estabilidad frente a ciclos de carga y descarga de hidrógeno, y la posibilidad de ser reconstituido aplicando un tratamiento térmico simple. Hemos utilizado acero inoxidable AISI 316L para fabricar los componentes estructurales del contenedor, teniendo en cuenta su uso bajo atmósfera de hidrógeno a elevadas presiones. Para el diseño del contenedor hemos considerado problemas de resistencia mecánica, transferencia de calor, y limitaciones en cuanto a peso y costo. Utilizamos modelos de elementos finitos para optimizar el diseño desde los puntos de vista mecánico y térmico. Dado que el hidruro es un polvo de baja conductividad térmica, decidimos colocarlo junto a filamentos de Cu en el recipiente. De esta forma, optimizando la transferencia de calor, logramos mejorar la cinética de absorción y desorción del dispositivo. Para caracterizar el comportamiento de la fuente, hemos realizado experimentos de absorción y desorción controladas utilizando un equipo volumétrico de diseño y fabricación propio. La respuesta del dispositivo resulta adecuada para el uso que hemos planeado darle.