UTILIZACION DE HIDROGENO Y AMONIACO COMO COMBUSTIBLE PARA AUTOMOVILES.

Utilización de hidrogeno y amoniaco como combustible para automóviles.

Consiste en utilizar amoniaco (1) como carburante, con el se llenara el deposito de los coches (2), pasándola a un serpentín (3), donde a contracorriente introducimos agua (4), formándose amonio en disolución, lo hacemos pasar por filtro de hierro (5) con carga eléctrica (6), se desprende amoniaco, gas e hidrogeno, que mediante bomba (7) se impulsa al pistón (8) donde se mezcla con el aire.El hidrogeno se convierte en vapor de agua, por reacción con el oxígeno y el amoniaco se descompone en nitrógeno e hidrógeno, que reacciona con el oxígeno produciendo vapor de agua, dicha temperatura eleva la presión que empuja el embolo (9) del pistón produciendo trabajo.La combustión, produce nitrógeno (10) y vapor de agua (11).El vapor de agua se lleva el serpentín (3) donde comienza el proceso.El subproducto será el nitrógeno en gas y el vapor de agua sobrante

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200900080.

Solicitante: FUNDACIÓN INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN PARA EL DESARROLLO SOCIAL.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: MADRID.

Inventor/es: PORCAR ORTI,JAVIER.

Fecha de Solicitud: 8 de Enero de 2009.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 1 de Junio de 2011.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C01B3/04C
  • C10L3/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C10 INDUSTRIAS DEL PETROLEO, GAS O COQUE; GAS DE SINTESIS QUE CONTIENE MONOXIDO DE CARBONO; COMBUSTIBLES; LUBRICANTES; TURBA.C10L COMBUSTIBLES NO PREVISTOS EN OTROS LUGARES; GAS NATURAL; GAS NATURAL DE SINTESIS OBTENIDO POR PROCEDIMIENTOS NO PREVISTOS EN LAS SUBCLASES C10G   O   C10K; GAS DE PETROLEO LICUADO;   USO DE ADITIVOS PARA COMBUSTIBLES O FUEGOS;   GENERADORES DE FUEGO. › Combustibles gaseosos; Gas natural; Gas natural de síntesis obtenido por procedimientos no previstos en las subclases C10G, C10K; Gas de petróleo licuado.

Clasificación PCT:

  • C01B3/04 C […] › 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). › por descomposición de compuestos inorgánicos, p. ej. de amoniaco.
  • C10L3/00 C10L […] › Combustibles gaseosos; Gas natural; Gas natural de síntesis obtenido por procedimientos no previstos en las subclases C10G, C10K; Gas de petróleo licuado.
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Fragmento de la descripción:

Utilización de hidrógeno y amoniaco como combustible para automóviles.

Antecedentes de la invención

La energía necesaria para el funcionamiento de los vehículos de motor de combustión interna ó explosión, supone un enorme costo energético, económico y medioambiental para las sociedades desarrolladas. El petróleo como fuente fundamental de las gasolinas y gasóleos, es un bien escaso y no renovable, por lo que su precio es cada vez más alto por la enorme demanda de los países desarrollados y en desarrollo. Las distintas alternativas al uso del petróleo como carburante para los motores de combustión interna, como el etanol, metanol, gas de síntesis, propano, etc, proceden todos de cadenas de hidrocarburos, y aunque estos son renovables, al combustionar con el oxígeno del aire, producen siempre emisiones de CO2 a la atmósfera. El problema fundamental que genera el uso de los hidrocarburos, no solo es económico sino medioambiental, dado que el treinta y siete por cien de las emisiones de CO2 a la atmósfera procede de los vehículos con motores de combustión interna. Desde el punto de vista científico, se ha trabajado de manera intensa para buscar un nuevo combustible que pueda sustituir a los derivados del petróleo como fuente de energía para nuevos motores, que no emitan CO2 a la atmósfera. Entre las soluciones más significativas es la utilización del hidrógeno como pilas de combustible ó los motores eléctricos con pilas recargables de litio. El objetivo es conseguir que sea el hidrógeno el combustible del futuro por su capacidad no contaminante y su poder energético. En base a ello, con la finalidad de que sea el hidrógeno la energía del futuro, se ha desarrollado esta invención, partiendo del amoniaco, como elemento estable que contiene el hidrógeno y que a partir de su descomposición térmica, se trasforma en hidrógeno y nitrógeno. El amoniaco, se obtiene además de los hidrocarburos, del carbón y de la descomposición de la materia orgánica, por lo que la obtención del mismo es mucho más ventajosa que cualquiera de los combustibles que contengan carbono. El amoniaco como combustible, a través del proceso que describimos, es una alternativa real a la enorme demanda de energía de las sociedades avanzadas, que no pueden seguir empleando para su uso las energías fósiles.

Objeto de la invención

La presente invención tiene por objeto, obtener un nuevo combustible a partir del hidrógeno y amoniaco. En el depósito para el carburante del automóvil, introduciremos amoniaco líquido para poder introducir el mayor volumen posible de amoniaco, con la finalidad de aumentar la autonomía de los vehículos.

El amoniaco líquido, lo diluiremos en agua, mediante un serpentín, para aumentar la superficie de contactos entre el amoniaco y el agua, para que en la disolución se forme el ion amonio (NH4-).

El agua con el ion amonio disuelto, lo haremos pasar por un filtro de hierro, con un potencial eléctrico para balancear la reacción y captar un protón de los enlaces OH del agua: NH4 + OH -------------- NH3 + H2. En consecuencia, el amoniaco (NH3) y el Hidrógeno (H2) se desprende en forma de gas. El hidrógeno y amoniaco en forma de gas, se conduce al pistón, para su reacción con el aire, de la misma forma que los actuales motores de gasolina. En la combustión del hidrógeno gas con el oxígeno se eleva la temperatura de la mezcla a más de cuatrocientos grados centígrados. A esa temperatura, se descompone amoniaco en nitrógeno e hidrógeno, que a su vez reacciona con el oxígeno, para producir vapor de agua. Al producirse la expansión de los gases dentro del pistón, por efecto de la temperatura y presión, se impulsa al embolo, para realizar trabajo mecánico.

El nitrógeno, lo recogeremos vía gas, para su almacenamiento en el mismo vehículo y el vapor de agua lo enfriaremos mediante el radiador, para utilizarlo en la disolución del amoniaco. El exceso de vapor de agua, si lo hubiera, quedara libre en la atmósfera.

Descripción de la invención

La invención de un sistema para "La utilización de hidrógeno y amonio como combustible para automóviles", consiste en la utilización como carburante de amonio líquido que será utilizado de la siguiente manera:

En el depósito de carburante de los automóviles, introduciremos amoniaco líquido y para poder introducir el mayor volumen posible de amoniaco.

El amoniaco líquido, se diluirá en agua, mediante un serpentín a contracorriente, es decir, por un lado entrará el amoniaco que proviene del depósito del automóvil, y por el otro lado se introducirá agua, para que en la disolución se forme ion amonio (NH4-).

El ion amonio así disuelto, se hace pasar por un filtro de hierro con una carga de potencial eléctrico aplicado dentro del mismo filtro. El agua con el ion amonio disuelto, al pasar por el filtro de hierro, desprende amoniaco en forma de gas e hidrógeno, quedando el agua libre de iones.

Esta mezcla, compuesta por gases de amoniaco (NH3) e Hidrógeno (H2) mediante una bomba, es impulsada al pistón donde se mezcla con el aire que entra en el pistón, de la misma manera que en los motores actuales de combustión interna que usan gasolina.

En la combustión del hidrógeno con el oxígeno del aire dentro del pistón, se eleva la temperatura a mas de cuatrocientos grados, produciéndose vapor de agua, que es el resultado de la reacción exotérmica del hidrógeno y el oxígeno.

El amoniaco, que mezclado con el hidrógeno hemos introducido en el pistón, se descompone a cuatrocientos grados centígrados en Nitrógeno e Hidrógeno. El hidrógeno vuelve a reaccionar con el oxígeno, produciendo vapor de agua a alta temperatura. Dicha temperatura eleva la presión en el vapor de agua, que es la que empuja el embolo, produciendo trabajo, tal y como se produce en los motores de explosión de gasolina.

La combustión en el pistón produce nitrógeno y vapor de agua. El vapor de agua sobrante, producido por la combustión se reutiliza y se lleva al radiador y al serpentín, donde por enfriamiento y contracorriente se mezcla con el amoniaco, que inicia de nuevo el proceso.

El nitrógeno lo recogeremos en forma de gas y el vapor de agua sobrante quedará libre en la atmósfera.

El subproducto del proceso por tanto es el nitrógeno en gas y el vapor de agua. La única energía eléctrica utilizada es la que se utiliza en el filtro de hierro para que se desprenda amoniaco en forma de gas e hidrógeno. Dicha energía eléctrica es mínima y puede ser alimentada por una pila ó batería convencional, por lo que el sistema es energéticamente muy favorable.

Breve enunciado de la figura

En la Figura 1 se representa de forma gráfica el conjunto de elementos que conforman este nuevo sistema de "Utilización de hidrógeno y amoniaco como combustible para automóviles" y donde (1) representa al amoniaco líquido introducido en los surtidores, a través de los cuales llenaremos el depósito (2) de los automóviles con el mencionado amoniaco.

A continuación, haremos pasar el amoniaco líquido a un serpentín (3), en el cual y contracorriente se introducirá agua, y como vemos en la figura por un lado entrará el amoniaco que proviene del depósito de los automóviles, y por el otro lado se introducirá agua (4), y así se formará ion amonio.

Haremos pasar el ion amonio así disuelto, por un filtro de hierro (5) con una carga de potencial eléctrico (6) aplicado dentro del mismo filtro.

Al pasar por el filtro de hierro con un potencial eléctrico, el ion amonio capta un protón del agua y se descompone en amoniaco en forma de gas e hidrógeno y queda el agua libre de iones.

Esta mezcla de amoniaco gas e hidrógeno, mediante una bomba (7), es impulsada al pistón (8) donde se mezcla con el aire que se introduce en el pistón.

El hidrógeno al entrar en contacto con el aire introducido en el pistón combustiona con el oxígeno, produciendo agua y elevando la temperatura a más de cuatrocientos grados, según resulta de la reacción exotérmica del hidrógeno y el oxígeno.

El amoniaco, que mezclado con el hidrógeno hemos introducido en el pistón, se descompone a cuatrocientos grados centígrados en Nitrógeno e Hidrógeno. El hidrógeno...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la obtención de un combustible caracterizado por las siguientes etapas: Disolución del amoniaco-NH3- en agua-H2O-, hasta su saturación. El agua -H2O-, con el amoniaco -NH3- disuelto, pasa por un filtro que contiene hierro -Fe-, con una diferencia de potencial, desprendiéndose amoniaco -NH3- e hidrógeno -H2- en forma de gas. El amoniaco -NH3- y el hidrógeno -H2- en forma de gas, se introduce en un pistón. Las reacciones son las siguientes:


2. Uso del amoniaco -NH3- como combustible, para motores de combustión interna, mediante su disolución en agua -H2O-, según reivindicación primera.


 

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