Una celda que descompone el agua en hidrógeno y oxígeno, es la clave para producir oxihidrógeno e inyectarlo como aditivo en motores de combustión interna que funcionan con combustible fósil como el diesel o la gasolina.
La celda que produce el oxihidrógeno ya se probó en laboratorio y será instalada en un vehículo de la Sección de Transportes de la UCR
La celda electrolítica fue creada por el investigador del Instituto de Investigaciones en Ingeniería INII, Dr. Pedro Casanova Treto, junto con los estudiantes de la carrera de Ingeniería de Biosistemas de la Universidad de Costa Rica (UCR), Randall Astorga Agüero y Óscar Badilla Sánchez.
El Ing. Casanova, dijo que “la celda electrolítica está compuesta por electrodos, que están espaciados a una distancia específica calculada teóricamente. Esta se alimenta de un pequeño tanque de agua mezclada con un electrolito. Este electrolito hace que se produzca la electrólisis del agua, al aplicar un potencial eléctrico equivalente a los 13.8 voltios de una batería de carro. La electrólisis es un proceso que descompone la molécula de agua en gas oxihidrógeno. Este último es el conjunto de gas oxígeno y gas hidrógeno mezclados”.
Explicó que “el gas pasa por un sistema de seguridad y limpieza compuesto por un burbujeador y válvula unidireccional para evitar el retroceso accidental de una llama, ya que el hidrógeno es altamente inflamable”.
Luego de producido en la celda, el oxihidrógeno se mezcla con el aire de admisión y posteriormente con el combustible fósil para producir la combustión dentro del motor. Experimentos han demostrado que esa combustión es más limpia y conserva mejor las partes del motor.
De momento se están realizando las pruebas del sistema en el laboratorio, donde ya se ha logró comprobar que el gas oxihidrógeno que se produce por acción de la celda es combustible. Próximamente será instalado en un vehículo donado por la sección de transportes de la UCR para probar el mecanismo y medir su rendimiento.
Cuando esté perfeccionado, el dispositivo se implementaría en la flota de vehículos de la Universidad, donde conservadoramente se podría economizar un 10% del combustible fósil que utiliza la UCR. Sin embargo en la literatura se han encontrado rendimientos superiores.
Además de economizar diesel o gasolina, este sistema, disminuye la emisión de gases, porque la combustión se vuelve mucho más eficiente, a la vez que el hidrógeno y oxígeno se vuelven a recombinar para ser expulsados como vapor de agua.
El Dr. Casanova, quien es especialista en energías renovables, aclaró que este sistema no está utilizando el hidrógeno como combustible por lo que no presenta los peligros del almacenamiento del hidrógeno que es altamente inflamable.
Por esa razón, agregó, “los sistemas que utilizan el hidrógeno como combustible, tienen que almacenarlo compromido, lo cual es muy peligroso. Al haber una fuga o fuente de calor podría explotar. Con este sistema, usted apaga el vehículo y ya no hay hidrógeno por ninguna parte. Cuando usted lo enciende, todo el hidrógeno que se produce se está quemando en el momento. Por eso decimos que es como aditivo al proceso de combustión y no como combustible”.
El oxihidrógeno incrementa la potencia del motor. Es decir que en el mismo punto de aceleración del automóvil se obtiene mayor potencia, porque se está mezclando el combustible tradicional con un aditivo que posee un poder calorífico superior a la gasolina.
Como ventaja adicional, el oxihidrógeno aumenta el rendimiento y vida útil de las partes del motor.
El investigador aclaró que esta técnica se utilizó en los laboratorios de química desde el siglo XVIII donde se usó el oxihidrógeno como combustible, pero se dejó de utilizar por el alto costo para producirlo.
Actualmente, debido a los altos precios de los combustibles fósiles, se ha rescatado esta técnica de nuevo. Paralelamente, gracias al avance de la tecnología, se ha vuelto más barato producir la celda y lograr la electrólisis.
Para mejorar el sistema, el equipo de investigación del Dr. Casanova incluirá la nanotecnología. Explicó que “introduciendo nanopartículas en el agua se puede acelerar el proceso. Esto ya fue comprobado por una universidad en Estados Unidos que descubrió una nanopartícula que lo logra. Esta se obtiene de una fuente abundante en la naturaleza, lo cual abarata su costo”.
Aseguró que por esa razón están buscando la incorporación de un químico al equipo de investigación del proyecto.
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Proceso de obtención del oxihidrógeno |
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El oxihidrógeno (HHO por sus siglas en inglés) es una mezcla de hidrógeno y oxígeno, en proporción de 2:1, que es la misma proporción en que se encuentran en el agua, donde dos átomos de hidrógeno se adhieren químicamente a un átomo de oxígeno para formar una molécula de agua (H2O). Es un gas altamente combustible que produce 29000 calorías por cada gramo de hidrógeno quemado. El oxihidrógeno se produce habitualmente por electrolisis del agua, a la cual se le aplica una corriente que hace que los enlaces químicos del oxígeno e hidrógeno se separen. El procedimiento fue descubierto hace casi 200 años por el búlgaro Yull Brown, por lo que al oxihidrógeno se le llamó “gas de Brown”. Sin embargo su utilización no fue muy divulgada hasta hace pocos años. Anteriormente su obtención era costosa y los materiales necesarios poco asequibles. Actualmente los adelantos tecnológicos han abaratado su producción.
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