Título del proyecto: Cómo una central de hidrógeno podría reducir las emisiones a escala local

Equipo: HyLite

Colegio St Muredach   Ballina   Irlanda   4 Edad del alumno: 16-17 años

Cómo beneficiará a nuestro clima local un campo eólico propuesto con una planta de hidrógeno anexa, al proporcionar energía con emisiones reducidas.

Nuestro proyecto se centraba en explorar soluciones alternativas para combatir el cambio climático investigando el potencial de las plantas de hidrógeno y los aerogeneradores como fuente de energía limpia. Queríamos probar la potencia de una planta de hidrógeno alimentada por un aerogenerador, así que realizamos experimentos con un modelo en miniatura y lo comparamos con una turbina y una planta de hidrógeno normales, de tamaño natural.

Para ayudarnos en nuestra investigación, nos pusimos en contacto con Mercury Renewables, una empresa de energía sostenible, y con una investigadora de posgrado asociada al proyecto, Jochelle Ma Lois La Guipo, que nos proporcionó valiosa información y ayuda en nuestras consultas. Creíamos que las plantas de hidrógeno son una solución prometedora para reducir las emisiones de carbono a gran escala y pueden ofrecer oportunidades económicas a la comunidad local.

Nuestra hipótesis era que las plantas de hidrógeno verde, alimentadas por fuentes de energía renovables como la eólica y la solar, podrían reducir significativamente las emisiones en comparación con los métodos tradicionales de producción de hidrógeno a partir de combustibles fósiles. Además, las pilas de combustible de hidrógeno, alimentadas por este hidrógeno renovable, podrían servir como alternativa limpia a los combustibles fósiles para propulsar vehículos y equipos, contribuyendo a mitigar el impacto del cambio climático.

Para poner a prueba nuestra hipótesis, montamos la versión en miniatura de la planta de hidrógeno y controlamos el desplazamiento de agua, la producción de energía y la producción de hidrógeno mientras el sistema funcionaba. Las precauciones de seguridad eran primordiales debido a la naturaleza inflamable del hidrógeno y a su dificultad para detectarlo en caso de fuga.

Nuestra investigación demostró que la producción ecológica de hidrógeno con energía eólica puede ser una forma eficaz y rentable de producir energía limpia. Nuestro modelo demostró que la producción de hidrógeno podía mantenerse gracias al suministro continuo de energía eólica para alimentar la pila de combustible reversible. El modelo también demostró el potencial de las pilas de combustible de hidrógeno como alternativa limpia a los combustibles fósiles para alimentar vehículos y equipos.

Construimos una versión en miniatura del campo eólico y la planta de hidrógeno y recopilamos datos sobre su potencia, producción de hidrógeno y otros parámetros clave. A continuación, comparamos nuestros datos con las cifras publicadas de plantas de hidrógeno de tamaño completo, incluida una que se utilizó como referencia para nuestro análisis.

Nuestro experimento descubrió que la minicentral de hidrógeno producía una pequeña cantidad de hidrógeno a 6 cm3 por hora, con una baja potencia de salida de 0,048 vatios por segundo. El tiempo de funcionamiento de la pila de combustible tras una hora de producción de hidrógeno fue de sólo 3,5 minutos, y la cantidad de electricidad producida tras una hora de producción de hidrógeno fue de 4,41 vatios.

En cambio, la gran planta de hidrógeno produjo una cantidad mucho mayor de hidrógeno, 71.347 cm3 por hora, lo que supone una mejora significativa respecto a la minicentral. La potencia de la turbina también fue mucho mayor, de 570,776 vatios por segundo, lo que refleja la mayor escala de la planta. El tiempo de funcionamiento de la pila de combustible tras una hora de producción de hidrógeno se estimó en 2.497,144 minutos, y la cantidad de electricidad producida tras una hora de producción de hidrógeno en 3.146.401,44 vatios.

La comparación entre las dos plantas demuestra los beneficios potenciales de la ampliación de la producción de hidrógeno, ya que puede dar lugar a la producción de cantidades significativamente mayores de hidrógeno y a la generación de más electricidad.

Nuestra investigación aportó valiosas ideas sobre el potencial del hidrógeno como fuente de energía limpia, y una posible solución al problema de reducir las emisiones sin dejar de satisfacer nuestras necesidades energéticas.

De cara al futuro, creemos que nuestra investigación podría mejorarse realizando pruebas más exhaustivas y recopilando datos durante un periodo de tiempo más largo. No obstante, creemos que hemos respondido a nuestra pregunta de investigación y presentado argumentos sólidos a favor de las ventajas de un campo eólico y una planta de hidrógeno.

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