Un mayor consumo de energía requiere fuentes más limpias y eficientes.

La tecnología de membranas reduce el desperdicio de energía y facilita la producción de hidrógeno limpio.

Según la Agencia Internacional de Energía y la Administración de Información Energética de los Estados Unidos, se espera que el consumo mundial de energía aumente en más de un 28% para el año 2040.¹ Sin embargo, los métodos de producción de energía son fundamentales para proteger nuestro planeta, y los procesos de generación de energía derrochadores pueden contribuir al cambio climático.

Las membranas de intercambio iónico Nafion™ proporcionan una solución limpia para la producción de energía, con agua como único subproducto. Las celdas de combustible, otra aplicación de la membrana Nafion™, convierten el hidrógeno en electricidad, lo que complementa la energía intermitente generada por las energías renovables, una alternativa popular a las fuentes de energía a base de carbono. Pero depender de nuevas fuentes de generación de energía es solo una parte de la ecuación: el exceso de almacenamiento y distribución de energía deberá soportar las cargas más pesadas que demanda la sociedad.

Chemours está explorando estrategias para facilitar un almacenamiento y gestión de energía más eficientes mediante el soporte de redes de energía a gran escala con baterías de flujo. Estas unidades de almacenamiento utilizan tecnología de membrana, que ayuda a los sistemas de red a igualar la oferta y la demanda de manera efectiva. Las ciudades inteligentes y las redes de servicios públicos actuales y futuras también utilizarán la Internet de las cosas (IoT) para monitorear el uso de energía.

Abordando el cambio climático con nuevas fuentes de energía

El mundo se está centrando en la energía limpia como una forma de mitigar los efectos de las emisiones de gases de efecto invernadero que afectan al planeta. La energía renovable proveniente del uso de fuentes eólicas y solares o la producción de hidrógeno, aunque es menos dañina para el medioambiente, conlleva otros riesgos. La generación de energía solar y eólica depende de una disponibilidad constante, y la producción de hidrógeno sigue siendo ineficiente y costosa.

Los ingenieros y diseñadores seleccionan membranas Nafion™ para sus celdas de combustible debido a su grosor, conductividad, resistencia y durabilidad química. Conozca cómo las membranas Nafion™ de intercambio de iones, dispersiones y resinas juegan un rol vital en tres áreas industriales de energía transformativa: celdas de combustible, producción de hidrógeno y almacenamiento de energía.

Celdas de combustible

Las celdas de combustible, o celdas electroquímicas, usan una reacción electroquímica para convertir la energía química de un combustible (generalmente hidrógeno y oxígeno) en electricidad. Los ingenieros y diseñadores especifican el uso de las membranas Nafion™ debido a su grosor, conductividad, resistencia y durabilidad química.

Producción de hidrógeno

Las crecientes demandas de energía limpia han dirigido más la atención a la producción de hidrógeno. Los innovadores imaginan una sociedad que usa hidrógeno para alimentar la calefacción, alimentar automóviles y almacenar y transportar energía. Si bien estas celdas de combustible de hidrógeno proporcionan un objetivo prometedor de combustible limpio, los métodos de producción actuales se basan en combustibles fósiles que generan emisiones de gases de efecto invernadero que contribuyen al cambio climático.

El hidrógeno producido a través de la electrólisis del agua ofrece una alternativa sustentable. El uso de membranas de intercambio iónico Nafion™ en celdas electroquímicas ofrece una forma segura para el medioambiente de generar grandes cantidades de hidrógeno sin emisiones de dióxido de carbono. Las membranas Nafion™ para celdas de combustible ayudan a:

  • Reducir las interrupciones de producción
  • Mantener resultados consistentemente más altos
  • Promover una solución ambientalmente sustentable para la producción de hidrógeno

Almacenamiento de energía

A medida que aumenta la población, las tasas de consumo de energía y la energía renovable disponible, también lo hará la necesidad de un almacenamiento de energía confiable. Las empresas de servicios públicos almacenan energía en baterías de flujo para su distribución durante la demanda máxima, lo que estabiliza el flujo de energía de las redes existentes y equilibra la naturaleza variable de las energías renovables.

Las baterías de flujo que utilizan membranas Nafion™ ofrecen soluciones de almacenamiento seguras, económicas y sustentables. La durabilidad y el grosor de las membranas Nafion™ pueden mejorar el rendimiento de las baterías de flujo utilizadas en el almacenamiento de energía a gran escala. Debido a que las celdas electroquímicas pueden funcionar como celdas de combustible o baterías recargables, las membranas Nafion™ permiten que las celdas retengan propiedades críticas bajo ciclos continuos de generación de energía.

Apoyo a operaciones petrolíferas y de gas

Una gran parte de las reservas de energía del mundo depende de combustibles fósiles. Ahora que se ha vuelto más difícil encontrar grandes reservas de petróleo y gas en áreas sujetas a alta explotación minera, la nueva exploración continúa en lugares remotos y desafiantes de aguas profundas y regiones árticas. En entornos extremos de fondo de pozo, arrendar equipos y proporcionar alojamiento a la tripulación aumenta los gastos. El equipo debe funcionar de manera confiable a altas temperaturas y presiones mientras resiste los efectos de químicos fuertes. Cuando el equipo se avería y se produce un tiempo de inactividad no planificado, los costos se acumulan rápidamente. Tan solo cuatro días de inactividad no planificada pueden costarle a una compañía de petróleo y gas aproximadamente USD 5 millones2,3

Chemours puede ayudar a los productores a reducir el tiempo de inactividad y optimizar el uso del equipo. Los fluoroelastómeros Viton™, los aceites y grasas Krytox™, y los fluoropolímeros Teflon™ ayuda a mantener el equipo en funcionamiento, protegiéndolo de temperaturas y presiones altas, así como de fluidos corrosivos.

Energía limpia: Fluyendo hacia el futuro

La innovación en la producción, el almacenamiento y la distribución de energía pueden influir en el progreso de otras industrias. Los fabricantes producirán más vehículos eléctricos y de hidrógeno una vez que esas fuentes de combustible estén disponibles y sean asequibles. Más ciudades inteligentes dependerán de redes y medidores para automatizar el uso eficiente. El poder de la química mejorará estas y muchas otras aplicaciones dentro de la industria energética, mientras trabaja para reducir su huella ambiental.

¹Fuente: https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=32912

²Fuente: https://connectedworld.com/make-data-the-new-oil-iiot-enabled-predictive-maintenance-for-the-oil-and-gas-industry/

³Fuente: https://www.bhge.com/sites/default/files/2017-12/impact-of-digital-on-unplanned-downtime-study.pdf