Justi, Eduard W.

Hidrogeno solar, energía para el futuro / Eduard W. Justi. - Barcelona - México: Marcombo, 1985 - 374 p.

CONTENIDO
Capítulo 1. Análisis de una estructura de consumo energético que está enferma; diagnóstico y cura a medio plazo 1
El bajo rendimiento de las transformaciones energéticas es la causa principal del derroche energético 1
La escasez de agua de refrigeración no permitirá la construcción de nuevas centrales termoeléctricas cerca de las concentraciones de población 8
El aumento del C02 de la atmósfera es una amenaza de cambios de clima trágicos 10
El transporte de energía a largas distancias por gasoductos a presión, es hasta ocho veces más barato que por conducciones eléctricas 16
El sistema económico del hidrógeno ofrece un gran número de posibilidades técnicas y económicas nuevas 20
Descripción de la estructura concreta del sistema económico del H2 22
Transición a medio plazo desde un sistema económico del H2 a un sistema económico del H2 solar 24
Conclusiones 28
Capítulo 2. El sistema económico del hidrógeno 31
Las causas de la crisis energética y de materias primas 31
Las fuentes de energía futuras 34
El vector energético futuro 35
El sistema económico del hidrógeno 37
Concepto y origen del sistema económico del hidrógeno 40
Capítulo 3. Plazos requeridos para la construcción de una tecnología del hidrógeno 49
Existencias energéticas y consumo de energía 49
El consumo de energía en la República Federal Alemana 53
Agotamiento de los materiales energéticos primarios 56
La fusión nuclear controlada 61
El reactor reproductor rápido 67
La tecnología del hidrógeno 71
Plazos para la introducción de la tecnología del hidrógeno 72
Capítulo 4. Transformación de la energía 77
Transformación en lugar de producción de energía 77
Transformaciones de energía directas e indirectas. Matriz TDE. Segundo principio de la termodinámica 78
Algunos ejemplos de fenómenos físicos que producen transformaciones directas de energía 85
Transformación (manipulación) de la fuerza del viento 85
Obtención fotovoltaica de corriente eléctrica a partir de la luz solar mediante pilas de capa cerrada 91
Producción de corriente eléctrica mediante el efecto termoeléctrico Seebeck 92
Producción de hidrógeno en los organismos vegetales por descomposición fotoquímica 99
Principios básicos para la producción de hidrógeno por descomposición fotoquímica del agua (fotolisis) mediante asociaciones delgadas monomoleculares 109
Capítulo 5. Energía solar: consideraciones previas 119
Potencia y estructura de la radiación solar que incide sobre la Tierra 119
Población y nivel de vida; sólo es posible un incremento mediante la energía solar 126
Utilización de la energía solar a pequeña escala 127
Absorción solar del agua y desalinización solar 131
Maneras posibles de captación y transformación de la energía solar 132
Fundamentos en la utilización de los gradientes de temperatura de
los océanos producidos por la energía solar
141 Características fundamentales de las pilas de silicio de Capa de barrera 145
Fundamentos de la energía eólica 154
Resumen esquemático de las transformaciones de la energía solar 154
Capítulo 6. Desarrollo desde el punto de vista tecnológico de la energía solar 159
Problemas tecnológicos en la reducción de costos de las pilas solares utilizables en la superficie terrestre 159
Pilas solares de silicio no monocristalino. Consideraciones básicas 160
Descripción de un proceso de obtención de Si por fusión 165
Pilas solares de larga vida, de capas delgadas de CdS-Cu2_xS en heterounión 170
Tiempo de vida de las pilas de CdS 171
Procedimiento de preparación de las pilas solares de capas delgadas de CdS-Cu2_xS 172
Centrales térmicas solares con concentradores ópticos 177
La Comunidad Económica Europea (CEE) tiene en proyecto una central termoeléctrica solar de torre central, con 1 MW eléctr. de potencia 179
La instalación de pruebas de altas temperaturas y 400 kW de potencia (Georgia Tech., Atlanta, EE.UU.) 184
Centrales térmicas solares de los EE.UU. 186
Centrales térmicas solares de potencias elevadas 188
La posibilidad de captar energía solar en plataformas montadas sobre satélites (SSPS) 191
Capítulo 7. Métodos para el transporte de energía a grandes distancias 199
Transporte mediante radiación dirigida de microondas 202
Transporte mediante hidrógeno 202
Diferencias entre las redes de distribución de H2 y de gas natural 205
Redes de gasoductos de H2 que actualmente están en funcionamiento 209
Costes de inversión y costes de funcionamiento, del transporte y almacenamiento de H2 mediante gasoductos 212
¿Se pueden utilizar para el H2 los actuales gasoductos de CH4? 218
Distribución de H2 a presión en depósitos de acero transportables 218
Transporte de H2 mediante hidruros metálicos 222
Almacenamiento y transporte del H2 líquido y de los lodos de H2 222
Conclusiones finales 223
Capítulo 8. La producción de hidrógeno a escala industrial a partir de agua 227
Termodinámica de la descomposición del agua 228
Construcción a escala técnica de electrolizadores de agua 231
Nuevas mejoras y nuevos procedimientos electrolíticos 236
La cubeta para electrolizar agua, ELOFLUX 241
Procesos cíclicos termoquímicos 248
Conclusiones finales 249
Capítulo 9. El almacenamiento de hidrógeno 253
Almacenamiento de energía térmica 253
Almacenamiento de energía electroquímica 254
Imanes superconductores 256
Acumulación de energía con volantes de inercia 256
Almacenamiento de hidrógeno 257
Almacenamiento de gas hidrógeno 257
Almacenamiento de hidrógeno a bajas temperaturas 259
Hidrógeno fijado por medios físicos o químicos 266
Conclusiones 272
Capítulo 10. Aspectos técnicos sobre las medidas de seguridad en el manejo de hidrógeno 277
Datos físicos y técnicos que están relacionados con la seguridad 277
Peligros físicos 280
Peligros químicos 280
Medidas de seguridad 282
Experiencias en el manejo del hidrógeno desde el punto de vista de la seguridad 282
Conclusiones 283
Capítulo 11. Métodos para transformar y utilizar el hidrógeno 285
Introducción 285
El convertidor químico 286
Otros motores de combustión 288
Turbinas con sistema a vapor de dos sustancias (H2O/NH3) 288
Transformación reversible del H2 en corriente eléctrica, mediante pilas de combustión H2-02 290
Construcción esquemática de una pila de combustión de H2-02 291
Pila de combustión alcalina con catalizadores Raney y de baja temperatura 293
Pilas de combustión a temperaturas medias con ácido fosfórico como electrólito 297
Conclusiones 302
Capítulo 12. Consecuencias de la disponibilidad de grandes cantidades de hidrógeno 305
Introducción 305
Metalurgia 305
Otros procesos metalúrgicos 309
Tecnología química 309
Otros usos industriales 309
Medios de transporte viarios y sobre carriles 311
El hidrógeno como combustible del tráfico aéreo 312
Hidrógeno en usos domésticos 313
Más observaciones sobre el suministro de energía para usos domésticos 314
Producción de energía eléctrica 315
Almacenamiento de energía eléctrica 315
Hidrógeno para producir productos alimenticios 317
Basuras y residuos fecales 318
Precio del hidrógeno 318
Posibles usos del oxígeno: introducción 319
Posibles utilizaciones del 02 319
Tratamiento aeróbico de aguas fecales 320
Inversión de la polución 320
Basuras y desperdicios 320
Otros empleos 321
Capítulo 13. Medios de transporte 325
Tráfico viario con hidrógeno como combustible 326
Historia de los medios de transporte basados en el hidrógeno 328
El automóvil de hidrógeno y los valores máximos de contaminación atmosférica en los EE.UU. 331
El actual motor de hidrógeno para automóviles 333
Seguridad 334
El precio del hidrógeno líquido 336
Conclusiones sobre el funcionamiento con hidrógeno de los vehículos viarios 338
Ventajas del hidrógeno como combustible para aviones 340
Aviones hipersónicos 342
Refrigeración de la carcasa del avión 343
Estimación de los costes 346
Experiencias que existen sobre la utilización como combustible del LH2 en el transporte aéreo 347
Aspectos negativos de un posible cambio de combustible para aviones, al pasar a H2 347
Posibles nuevos diseños para el transporte supersónico e hipersónico 348
Conclusiones sobre la utilización del LH2 como combustible para aviones 350
Capítulo 14. Cálculos cuantitativos para un gasoducto de hidrógeno solar entre Huelva (España) y Karlsruhe (Alemania) 353
Introducción 353
Cálculo de una conducción de distribución, transporte y almacenamiento de H2 de 2150 km de longitud para 10 elevado a la 10 Nm3 H2/a con tres estaciones compresoras para 100, 60 y 40 bar de presión de trabajo 354
Tubería de conducción 354
Inversiones 355
Cantidades a suministrar 358
Materiales de construcción de las tuberías 359
Cálculo del espesor de la pared de los tubos de acero 359
Determinación del diámetro de los tubos. Optimización de los costes de conducción 360
Cálculo y optimización del diámetro de los tubos 361
Discusión de los resultados de los cálculos 365


ENERGIA ALTERNATIVA
FUENTE DE ENERGIA NO CONVENCIONAL
CENTRAL TERMICA
DETERIORO DEL MEDIO AMBIENTE
HIDROGENO SOLAR
ENERGIA SOLAR

620.91 J982