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Proyecto: Sistema Eficiente de Generación de Energía Limpia "HYCOGEN"

RETOS-COLABORACIÓN 2017:Proyecto RTC-2017-6730-3

FEDER/Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades – Agencia Estatal de Investigación

Resumen

El Consorcio formado por la Empresa JALVASUB ENGINEERING, S.L., en adelante JALVASUB ENGINEERING, la Universidad Nacional de Educación a Distancia(Facultad de Ciencias, Laboratorio de Física de Fluidos), en adelante UNED, y el CSIC (Instituto de Catálisis y Petroleoquímica), en adelante ICP-CSIC o CSIC en general, está en disposición de llevar a cabo un proyecto de desarrollo experimental en cooperación, con el propósito de desarrollar y evaluar tres tipos de prototipos pre-comerciales e introducir en el Mercado un nuevo sistema de generación de energía eléctrica, al que hemos denominado HYCOGEN (Sistema Híbrido y Compacto de Generación de Energía limpia), basado en tecnologías del Hidrógeno y pilas de combustible tipo PEM (Proton Exchange Membrane) de alta eficiencia, aportando unas prestaciones mejores que las actualmente existentes.

Se entiende como sistema híbrido y compacto de generación de energía ("Producto HYCOGEN") aquel que está basado en la integración de baterías de alta eficiencia (como medio de almacenamiento y suministro energético "en tampón"), con sistemas de generación de energía eléctrica basados en las pilas de combustible ULPHE-PEMFC de nuevo desarrollo, que se alimentan:

- De Hidrógeno, a través del uso de tecnologías de almacenamiento y/o generación de hidrógeno bajo demanda e in situ.

- De aire, en ambientes aeróbicos o de oxígeno en ambientes anaeróbicos, a través del uso de tecnologías bien de almacenamiento o bien de generación de oxígeno.

Las pilas ULPHE-PEMFC (Ultra Light Platinum content High Efficient- PEM Fuel Cell, Pila de combustible de membrana con intercambio de protones, de alta eficiencia y ultra bajo contenido en Platino) son una nueva generación tecnológica de pilas de combustible, a desarrollar dentro del proyecto en base a las nuevas patentes experimentadas en el Laboratorio de Física de Fluidos, adscrito al Departamento de Física Matemática y de Fluidos, de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED).

En cuanto a la alimentación de Hidrógeno para las pilas de combustible, si bien podría llevarse a cabo, en la forma tradicional, almacenándolo bajo presión o en depósitos criogenizados, hoy en día, para este proyecto y con el fin de lograr una mayor eficiencia a nivel del sistema HYCOGEN, se ha apostado también por analizar la viabilidad de integración de las diferentes alternativas que actualmente existen en el Mercado de generación de hidrógeno in-situ y a demanda, para seleccionar, en combinación o no, la más eficiente de todas ellas e integrarla en cada uno de los prototipos pre-comerciales a desarrollar del sistema HYCOGEN.

Entre las alternativas de la alimentación de hidrógeno a analizar, figurará un sistema de generación de hidrógeno bajo demanda e in situ, a través de la reacción química de metales o aleaciones metálicas, en estado sólido o líquido, con agua. Los metales serían encapsulados en cartuchos intercambiables, que se conectarían de forma rápida a la pila de combustible, facilitándose así la prácticamente instantánea producción de hidrógeno en el momento en que el cartucho fuera alimentado con el agua almacenada en el sistema HYCOGEN. El cartucho

podría cambiarse rápidamente por otro de repuesto ya recargado, sin que se produzca así interrupción del servicio, dado que los Sistemas HYCOGEN son sistemas híbridos que incorporan una pequeña batería de Li-ión para absorber los picos de demanda y evitar interrupciones.

El sistema HYCOGEN se completaría mediante la integración de un conjunto capaz de gestionar adecuadamente la energía eléctrica generada.

Las mejoras tecnológicas que facilitarían los nuevos productos HYCOGEN al Mercado incluirían el nuevo sistema de producción energética totalmente limpio, con una mayor eficiencia en prestaciones, con un menor peso y volumen y un menor coste.

Ante la ausencia en los Mercados de sistemas energéticos con prestaciones iguales o superiores a las que se espera obtener de los productos HYCOGEN, se han detectado y contactado a potenciales clientes nacionales (organizaciones públicas y privadas, tanto grandes empresas como PYMES), de los sectores de la propulsión eléctrica de los vehículos no tripulados (civil y militar) y del mercado dual de sistemas energéticos portátiles, que estarían interesados (según las distintas comunicaciones escritas disponibles), en evaluar operativamente los sistemas HYCOGEN, y en caso de resultado satisfactorio proceder a la compra de los mismos.
 

El Consorcio prevé llevar a cabo el Proyecto HYCOGEN consistente en el desarrollo y evaluación de los tres tipos de prototipos pre-comerciales siguientes:

  •  HYCOGEN A.- Sistema de generación de energía portátil, basado en pilas de combustible ULPHE-PEM FC y con una autonomía energética no inferior a 40 Wh, para aplicaciones de bajo consumo energético.
  •  HYCOGEN B.- Sistema de generación de energía, basado en pilas de combustible ULPHE-PEM FC y con una autonomía energética no inferior a 160 Wh, para aplicaciones bien portátiles o bien para la propulsión eléctrica de vehículos no tripulados aéreos.
  •  HYCOGEN C.- Sistema de generación de energía, basado en pilas de combustible ULPHE-PEM FC y con una autonomía energética no inferior a 320 Wh, para unidades de potencia auxiliar (portátil o no) o bien para la propulsión eléctrica de vehículos (tripulados o no).

Como resultado final, los productos HYCOGEN que se prevé desarrollar y evaluar en el proyecto incorporarán una tecnología nacional única en el mundo y proporcionarán una densidad energética en peso “DEP” superior a los 500 Wh/kg (aproximadamente 2,5 veces la de una batería de Li-ión), y por tanto aumentarán sustancialmente la autonomía operativa de los equipos/vehículos que alimenten. Con la ejecución del Proyecto HYCOGEN, España se posicionará como país de referencia en el diseño y la fabricación de sistemas energéticos compactos basados en pilas de combustible.
 


OBJETIVO TEMÁTICO: "PROMOVER EL DESARROLLO TECNOLÒGICO, LA INNOVACIÓN Y UNA INVESTIGACIÓN DE CALIDAD"