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Title:
EQUIPMENT FOR PRODUCING HYDROGEN AND OXYGEN BY MEANS OF THE DISINTEGRATION OF WATER MOLECULES IN THE FORM OF STEAM AT A TEMPERATURE ABOVE 3,500°C BY DIRECT SOLAR ENERGY OBTAINED FROM A FRESNEL LENS ARRAY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/183304
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to the degradation of the H2O molecule injected as steam by a solar unit into a furnace made of refractory material resistant to 4,000°C, which supplies a Fresnel lens array that concentrates solar energy on a large receiving area, the luminosity of which is transmitted through cylindrical reflective ducts that direct the captured light energy to the refractory furnace filled with absorbent black tetrapods that convert the light energy into heat at a temperature above 3,500°C. The steam converted into H2 and O2 in gaseous form is separated by a 0.2 nm porous membrane. A set of three pressure valves performs the process of packaging the two products obtained in gaseous form, after which they are processed, undergoing liquefaction and packaging, and sold.

Inventors:
PIEMONTE MIANI HUMBERTO ANTONIO (CL)
Application Number:
PCT/CL2022/000001
Publication Date:
September 09, 2022
Filing Date:
March 02, 2022
Export Citation:
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Assignee:
PIEMONTE MIANI HUMBERTO ANTONIO (CL)
International Classes:
B01J19/00; B01J19/12; C01B3/00; C01B3/02; C01B3/50
Domestic Patent References:
WO2007077366A22007-07-12
Foreign References:
US4233127A1980-11-11
KR20150137364A2015-12-09
US4053576A1977-10-11
US4030890A1977-06-21
MX2015005604A2016-11-03
CL2021000003A12021-05-14
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Claims:
REIVINDICACIONES

1 Un equipo para producción de H2 y O2 por desintegración de las moléculas de agua con elevadas temperaturas sobre 3.500 °C con energía solar que entrega un conjunto de lentes Fresnel (A) que concentra energía solar lumínica que se transmite a través de ductos cilindricos reflectantes (A’) y con un equipo solar de vapor de agua (B) con un inyector de vapor (B') CARACTERIZADO porque comprende un homo resistente a una temperatura de 4.000°C (1) lleno de tetrápodos negros absorbentes de la luminosidad solar transformándola en calor a una temperatura sobre 3.500°C, el vapor de agua que ingresa por inyector (B') dentro del homo, se desintegra por la energía calórica que recibe generando moléculas de gas de H2 y O2 a presión que ingresan a un ducto de salida (3) con una válvula de presión (4), que conduce los gases de H2 y O2 disociados dentro de un cilindro permeable (6) envuelto de una membrana porosa de 0,2 nm que retiene el O2 y traspasa el H2 que lo contiene un cilindro (5), el O2 retenido por la membrana porosa sale por una válvula de presión (7), el H2 retenido por cilindro (5) sale por una válvula presión (8), las válvulas de presión (4), (7) y (8) se deben regular a una presión de salida tal que la válvula (7) impida la salida de H2, el H2 que sale por válvula (8) se conduce a un deposito (10”) por una conexión (10a) y unas válvulas de cierre (10) y (10'), el O2 que sale por válvula de presión (7) se conduce a un deposito (9”) por una conexión (9a) y unas válvulas de cierre (9) y (9').

Description:
Equipo productor de hidrógeno y oxígeno por desintegración de moléculas de agua en forma de vapor a una temperatura,por sobre los 3.500°C por energía solar directa obtenida de un conjunto de lentes Fresnel.

MEMORIA DESCRIPTIVA

Tratando de aprovechar la energía solar del desierto y la disponibilidad de agua de mar en el norte chileno, se plantea el equipo solar para la producción de H 2 con un recolector de energía solar de conjunto Fresnel para desintegrar la molécula de agua para la producción de H 2 , combustible que puede resolver las necesidades energéticas de un mundo sin polución. La disponibilidad de energía solar en Chile y el agua con el desarrollo de materiales resistente de altas temperaturas hacen posible que se logre un plasma de agua que permita la obtención de H 2 y el subproducto (¾, todo lo cual se obtiene con energía solar.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Se trata de obtener H 2 a partir del agua aprovechando la energía solar en forma térmica, cuyo aprovechamiento es dé una eficiencia del orden del 50 % comparativamente con la fotovoltaica que es del orden del 20 %, para lo cual utilizaremos un conjunto de lentes Fresnel (A) a través de transmisión de energía lumínica por ductos cilindricos reflectantes (A') con un homo refractario (1) lleno de tetrápodos absorbentes (2) de color negro que reciben la radiación lumínica captada por el conjunto Fresnel y una caldera solar productora de vapor de agua (B) que inyecta el vapor a través de un inyector (B'), se convierte en plasma de agua por las altas temperaturas sobre 3.500 °C en que se encuentra el homo producto de la conversión de la energía lumínicos en calor. El gas de H 2 y O 2 formado a presión dentro del homo sale por el ducto (3) y presiona válvula (4) para ingresar al ducto permeable envuelto en membrana porosa (6) de poro 0,2 nm que retiene el 02 y deja pasar el H 2 al cilindro (5) de recepción del H 2 para salir por válvula de presión (8) que es conducido por válvulas de paso ( 10) y ( 10’) a depósito (10") a través de conexión (10a). El O 2 retenido por la membrana sale por válvula de presión (7) para ingresar al deposito (9") por válvulas de corte (9) y (9'). La conexión del estanque de O 2 se efectúa por unión (9a). La regulación de las válvulas de presión (4), (7) y (8) debe ser tal que impida que el H 2 ingrese por válvula (7). DESCRIPCIÓN DE LO CONOCIDO EN LA MATERIA.

Los procesos de producción de H 2 se refieren a procesos de electrólisis y la descomposición de hidrocarburos. En este caso se trata de la desintegración de (escindir) la molécula de agua directamente por energía solar separando el H del O del agua produciendo por las temperaturas sobre 3.500 °C que se forman gases de H 2 , O 2 y OH que finalmente se reducen a H 2 y O 2 por acción de las altas temperaturas.

DESCRIPCIÓN DE LA FIGURA

La Figura 1 muestra el equipo productor de hidrógeno donde se identifica un recolector Fresnel (A) un corte de elevación del homo refractario (l) con su corte en planta, se indica el equipo de vapor de agua (B) que suministra vapor al homo, y detalla el interior del homo en el corte de elevación con sus tetrápodos absorbentes (2) los ductos de transporte de energía lumínica (A’), la membrana porosa (6) de 0,2 nm, el ducto de salida (3) la válvula de presión (4) el deposito recepción de H 2 (5) la membrana porosa (6) las válvulas de presión de salida (7) y (8) los estanques de acumulación final de gases (9”) y ( 10") con sus válvulas de cierre (9), (9') , (10) , (10') y las unidades de conexión y desconexión (9a) y (10a).

ELEMENTOS DE LA FIGURA

A.- Concentrador Múltiple Fresnel. A' - Ductos cilindricos reflectantes.

B - Caldera productora vapor solar. B' - Inyector de vapor.

1.- Homo refractario resistente de calor a 4.000°C.

2.- Tetrápodos negros resistentes de calor a 4.000C.

3.- Ducto salida gases H2 y 02.

4.- Válvula de opresión de salida de gases H2 y 02.

5.- Recepción de H2.

6.- Membrana de poro 0,2 nm. Separadora de gases.

7.- Válvula de presión salida 02.

8.- Válvula de presión salida H2.

9.- y 9’.- Válvulas de cierre. 9".- Deposito 02. 9a - Conexión deposito 02

10.- y 10' Válvulas de cierre. 10".- Deposito H2. 10 a.- Conexión deposito H2. EJEMPLOS DE APLICACIÓN

Este equipo trata fundamentalmente la producción de hidrógeno verde como solución energética actual a partir del agua con energía solar renovable y la obtención de distintos gases que se desee obtener en la degradación de la materia producto de la obtención de las altas temperaturas aplicadas introduciendo otros compuestos líquidos, como hidrocarburos al homo que se presenta.