Descripció del projecte
El projecte de recerca contempla una part dedicada a la selecció, preparació i caracterització d’un catalitzador per a dur a terme la producció d’hidrogen mitjançant la reformació catalítica d’un substrat renovable. Es realitzarà una modelització per a determinar quina geometria i configuració són les més adequades per a dur a terme el procés i, en particular, si el suport físic convé que estigui en forma de pellets, monòlits o una altra morfologia. A continuació es dissenyarà un equip per a dur a terme la reacció pensant en una aplicació en cel·les de combustible alimentades amb hidrogen. Per tal d’assegurar un corrent neta d’hidrogen a la cel·la de combustible s’utilitzarà un reactor catalític de membrana, on s’integrarà el catalitzador amb membranes de separació metàl·liques. A més del reactor s’haurà de decidir els diferents elements perifèrics del sistema, com ara la injecció del substrat a transformar, el control de pressió a ambdós costats de la membrana, el tipus de mesures de rendiment a obtenir, etc.
Un cop definits els elements del sistema i una configuració òptima dels mateixos es procedirà a fer una modelització. Amb aquesta finalitat serà necessari elaborar una matriu de dades amb diferents variables, com ara la temperatura del reactor, la pressió de la membrana, el cabal d’alimentació, etc. A continuació es procedirà a validar la modelització per, a continuació, simular el sistema, tant en condicions d’estat estacionari com en condicions dinàmiques. La simulació serà essencial en aquest punt per a trobar les condicions òptimes de funcionament del conjunt.
Val a dir que el projecte té una part experimental molt completa i una part de simulació també molt intensa. Un dels objectius del projecte és, precisament, la dualitat entre la part experimental i la modelització i simulació computacional per a caracteritzar completament un reactor aplicable industrialment en la tecnologia de l’hidrogen. De manera constant serà necessari implementar millores en el sistema a partir dels resultats de la simulació.
Per a dur a terme el projecte es disposa de l’utillatge necessari als laboratoris de l’Escola d’Enginyeria de Barcelona Est (EEBE, Campus del Besòs), com són els laboratoris de l’Institut de Tècniques Energètiques i del Departament de Mecànica de Fluids. Els laboratoris estan equipats per a la preparació i caracterització de catalitzadors, per a fer proves de reacció, per fer anàlisi dels productes de la reacció amb cromatografia de gasos i espectrometria de masses, etc. Igualment, els grups implicats en la direcció d’aquesta tesi doctoral tenen experiència prèvia en temàtiques relacionades, com la simulació de processos i el treball amb reactors catalítics de membrana.
