PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE HIDROGENO.
Procedimiento para producir hidrógeno. La presente invención proporciona un procedimiento para la obtención de hidrógeno gas (H2) a partir de la reacción de aluminio metálico (Al) en un medio acuoso básico a pH igual o mayor que 12.
El medio acuoso comprende al menos una sal metálica que actúa como catalizador de la reacción. Por lo tanto, la presente invención puede ser englobada dentro del campo de la química
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200803470.
Solicitante: UNIVERSITAT AUTONOMA DE BARCELONA.
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: BARCELONA.
Inventor/es: CASADO GIMENEZ,JUAN, MACANAS DE BENITO,JORGE, MUOZ TAPIA,MARIA, SOLER I TURU,LLUIS, MARIA CANDELA SOTO,ANGELICA.
Fecha de Solicitud: 3 de Diciembre de 2008.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 6 de Julio de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01J27/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › Catalizadores que contienen los elementos o compuestos de halógenos, azufre, selenio, teluro, fósforo, o nitrógeno; Catalizadores que comprenden compuestos de carbono.
- C01B3/08 QUIMICA; METALURGIA. › C01 QUIMICA INORGANICA. › C01B ELEMENTOS NO METALICOS; SUS COMPUESTOS (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01B 3/00 Hidrógeno; Mezclas gaseosas que contienen hidrógeno; Separación del hidrógeno a partir de mezclas que lo contienen; Purificación del hidrógeno (producción de gas de agua o gas de síntesis a partir de materias carbonosas sólidas C10J). › con metales.
Clasificación PCT:
Fragmento de la descripción:
Procedimiento para la obtención de hidrógeno.
Campo de la invención
La presente invención proporciona un procedimiento (en adelante procedimiento de la invención) para la obtención de hidrógeno gas (H2) a partir de la reacción de aluminio metálico (Al) en un medio acuoso básico, a pH
Estado de la técnica
El documento WO2006072115 se refiere a un método de obtención de H2 mediante la reacción de Al con agua en presencia de un catalizador y un iniciador. El catalizador utilizado es una sal inorgánica soluble en agua seleccionada del grupo de haluros, sulfuros, sulfatos o nitratos de metales de los grupos I (alcalinos) o II (alcalinotérreos) de la tabla periódica. El catalizador utilizado se selecciona entre: cloruro sódico, cloruro potásico, nitrato potásico, nitrato de sodio o combinaciones de los mismos, siendo el cloruro sódico el preferido en una proporción 1:1. Además, otros catalizadores que pueden ser empleados son alúmina, hidróxido de aluminio u óxido de aluminio, preferentemente en combinación con las sales arriba mencionadas. El pH utilizado en este documento tiene un valor cercano a neutro. Concretamente en la página 6, líneas 24-26, de este documento se comenta que el pH inicial varía entre 4 y 8, preferentemente en el rango 5-7. Dicho pH se mantiene cercano a neutro (4-10) durante el resto de la reacción.
El documento WO2007016779 describe un método para la preparación de un metal (entre los que se incluye el Al) microporoso para la obtención de H2 en su reacción con agua; para ello se introducen microporos combinando las partículas de metal con un agente que las deforma para producir una composición intermedia. Dicho agente se selecciona entre ácido cítrico, hielo, hielo seco, PVA, residuos orgánicos, polímeros orgánicos de cadena corta o una sal inorgánica soluble en agua, siendo las preferidas NaCl o KCl. El valor de pH utilizado en el procedimiento descrito en este documento varia entre 4 y 10 (ver página 25: "pH and temperature"). Opcionalmente se pueden emplear aditivos para mejorar la reacción con agua. El aditivo utilizado optativamente es una sal de metales del grupo I (alcalinos) o II (alcalinotérreos) de la tabla periódica, siendo los preferidos K, Li, Na, Ca, Mg (ver página 26: "additives").
El documento US2007020174 divulga la obtención de H2 poniendo en contacto Al metálico y agua, utilizando promotores de la reacción y/o precursores de promotores de la reacción. Los promotores de la reacción son compuestos químicos que incluyen uno o más hidróxidos de metales seleccionados de los grupos I (alcalinos) o II (alcalinotérreos) de la tabla periódica: hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de calcio o mezclas de los mismos. Asimismo los precursores de promotores de la reacción son compuestos de metales seleccionados de los grupos I (alcalinos) o II (alcalinotérreos) de la tabla periódica que al reaccionar con agua generan los promotores de la reacción arriba indicados. Así, los precursores de promotores de la reacción pueden ser, por ejemplo: óxido de sodio, óxido de calcio, hidruro de calcio, hidruro de sodio, hidruro de litio o mezclas de los mismos. El valor de pH seleccionado para esta reacción es menor de 12, explicando en el párrafo [0021] el motivo por el cual un valor de pH superior a este no sería positivo para llevar a cabo el proceso.
El documento JP2006321701 describe la obtención de H2 poniendo en contacto Al con agua a temperatura ambiente. La reacción es promovida por el uso de catalizadores y aditivos. Los aditivos promueven la reacción de Al con el catalizador. El catalizador preferentemente es mercurio y el aditivo: ácido cítrico, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico u otro agente ácido.
El documento US2003091503 describe un vehículo, cuyo motor funciona con H2 como combustible, que comprende al menos un sistema de locomoción impulsado por H2 y un operativo generador de H2 que sirva como suministro para el sistema de locomoción. El generador de H2 incluye un reactor electroquímico útil para generar H2 combustible a partir del agua, electrolitos y material que contenga metales, y un sistema que suministra dicho combustible. Según se dispone, por ejemplo, en el párrafo [0034], el catalizador utilizado está basado, al menos, en uno de los metales u óxidos de metales pertenecientes al grupo del platino y al grupo de metales de transición. Por otro lado, tal y como puede comprobarse por ejemplo en el párrafo [0051], el hidróxido sódico es utilizado en este documento como electrolito.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de H2 a partir de la reacción de Al metálico y agua en medio básico, a pH
Por lo tanto la presente invención se diferencia del documento WO2006072115 en los siguientes aspectos:
La presente invención se diferencia del documento WO2007016779 en los siguientes aspectos:
La presente invención se diferencia del documento US2007020174 en los siguientes aspectos:
La presente invención se diferencia del documento JP2006321701 en los siguientes aspectos:
La presente invención se diferencia del documento US2003091503 en los siguientes aspectos:
El procedimiento de la invención además de diferenciarse de los documentos localizados en el estado de la técnica, por los aspectos arriba mencionados, es más efectivo, tal y como puede verse en las sucesivas tablas mostradas en la descripción de la presente invención donde se exponen los datos de velocidad máxima y rendimiento en la producción de H2 para cada una de las sales utilizadas en la presente invención.
Por otro lado, la presente invención demuestra que la aseveración realizada en varios documentos del estado de la técnica (como por ejemplo en WO2006072115 y WO2007016779) relativa a la posibilidad de utilizar como catalizador de la reacción de obtención de H2 cualquier sal o compuesto de metales alcalinos o alcalinotérreos podría ser demasiado amplia y lejana de la realidad. En la presente invención queda evidenciado que cada una de las sales ensayadas tiene un comportamiento diferente, independiente y no ligado al grupo de la tabla periódica al que pertenece el metal. Cada sal tiene características...
Reivindicaciones:
1. Método para la obtención de hidrógeno gas poniendo en contacto aluminio metálico, agua y al menos una sal catalítica, caracterizado porque el medio de la reacción es ajustado a pH
2. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador utilizado es una sal metálica formada a partir de cationes seleccionados entre: Fe2+, Fe3+, Mg2+, Ag2+, Na+, Co2+, Cu2+, Zn2+ o NH4+.
3. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador utilizado es una sal metálica formada a partir de aniones seleccionados entre: F-, SO42-, PO43-, ClO4-, Cl- o CO32-.
4. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador utilizado es una sal seleccionada entre: MgCl2, Fe(NH4)(SO4)2, Fe2(SO4)3, FeCl3, (NH4)2Fe(SO4)2, Ag2SO4, Co(NO3)2, K2CO3, CuSO4, ZnSO4, NaF, Na2SO4, Na3PO4 o NaClO4.
5. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador utilizado está formado por una mezcla de al menos dos sales formadas a partir de la combinación de cationes seleccionados entre: Fe2+, Fe3+, Mg2+, Ag2+, Na+, Co2+, Cu2+, Zn2+ o NH4+ con aniones seleccionados entre: F-, SO42-, PO43-, ClO4-, Cl- o CO3-.
6. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador está formado por una mezcla de sales seleccionadas entre: FeNH4(SO4)2 + NaClO4 o Fe2(SO4)3 + Na3PO4.
7. Método, según la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción de obtención de hidrógeno es autotérmica y puede iniciarse sin un aporte externo de calor.
8. Catalizador que comprende una mezcla de al menos dos sales seleccionadas entre: MgCl2, Fe(NH4)(SO4)2, Fe2(SO4)3, FeCl3, (NH4)2Fe(SO4)2, Ag2SO4, Co(NO3)2, K2CO3, CuSO4, ZnSO4, NaF, Na2SO4, Na3PO4 o NaClO4.
9. Catalizador, según la reivindicación 9, caracterizado porque la mezcla de sales se selecciona entre: FeNH4(SO4)2 + NaClO4 o Fe2(SO4)3 + Na3PO4.
10. Uso del catalizador de las reivindicaciones 4, 8 y/o 9 para la obtención de hidrógeno gas a partir de aluminio metálico y agua en un medio de reacción a pH
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