Evaluación de las celdas de hidrógeno como alternativa al queroseno en la aviación: un enfoque hacia la sostenibilidad energética aeronáutica
DOI:
https://doi.org/10.18667/cienciaypoderaereo.793Palabras clave:
Hidrógeno, celdas de combustible, queroseno, aviacion, emisiones, renovable, transporte aéreoResumen
Este estudio se enfoca en analizar en detalle el uso de celdas de hidrógeno como una posible alternativa al queroseno, el combustible tradicionalmente empleado en la aviación, con el propósito de enfrentar los desafíos relacionados con la sostenibilidad energética en el ámbito aeronáutico. La investigación se centra en evaluar tanto el impacto ambiental como la viabilidad a largo plazo al adoptar celdas de hidrógeno en la industria de la aviación.
En primer lugar, se examina el impacto ambiental de las celdas de hidrógeno en comparación con el queroseno. Se analizan los beneficios potenciales en términos de reducción de emisiones de carbono y contaminantes atmosféricos, lo que podría contribuir significativamente a la mitigación del cambio climático y la mejora de la calidad del aire en las áreas cercanas a los aeropuertos y las rutas de vuelo. Estos beneficios se basan en el hecho de que las celdas de hidrógeno producen energía mediante reacciones químicas que generan vapor de agua.
Sin embargo, también se consideran los desafíos asociados con la producción y el suministro sostenible del hidrógeno. Para que las celdas de hidrógeno sean una opción viable a largo plazo en la aviación, se necesita una infraestructura adecuada para producir, almacenar y distribuir el hidrógeno de manera sostenible. Esto implica superar obstáculos como la generación de hidrógeno a partir de fuentes renovables, el desarrollo de tecnologías de almacenamiento seguras y eficientes, y la implementación de una red de suministro que abarque los aeropuertos y las rutas de vuelo.
Los resultados obtenidos en este estudio proporcionan una información fundamentada de la viabilidad de las celdas de hidrógeno y así mismo, comparar las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas al uso de celdas de hidrógeno en relación con el queroseno. Se destacan sus posibilidades para abordar los desafíos de sostenibilidad en el sector aeronáutico, lo que puede conducir a una reducción significativa de las emisiones de carbono y contaminantes atmosféricos. Sin embargo, se subraya la importancia de superar los desafíos asociados con la producción y el suministro sostenible de hidrógeno para garantizar la viabilidad a largo plazo de esta tecnología en la aviación.
Descargas
Referencias
Acar, C. & Dincer, I. (2013). Comparative assessment of hydrogen production methods from renewable and nonrenewable sources. Int. J. Hydrogen Energy, 39(1), 1-12.
Acar, C. & Dincer, I. (2015). Review and evaluation of hydrogen production methods for better sustainability. Int. J. Hydrogen Energy, 40(34), 11094-11111.
Aguirre, O. (2013). Celdas de hidrógeno y su potencial de aplicación. Universidad Veracruzana.
Adler, E. J. & Martins, J. R. (2023). Hydrogen-powered aircraft: fundamental concepts, key technologies, and environmental impacts. Progress in Aerospace Sciences.
Alvarado, J. (2013). Estudio comparativo de las diferentes tecnologías de celdas de combustible. Cerámica y Vidrio, 53, 105-117. https://doi.org/10.3989/cyv.142013
Azkarate, I. (2010). Almacenamiento de hidrógeno. Asociación Nacional de Ingenieros de icai.
Beach, P. (2005). Towards a hydrogen economy n.° 5.
Becherif, M., Ramadan, H., Cabaret, K. & Bethoux, O. (2015). Hydrogen Energy Storage: New Techno-Economic Emergence Solution Analysis. Energy Procedia, 74, 371-380.
Centro Tecnológico Agrario y Agroalimentario. (s.f.). Biomasa, biocombustibles y sostenibilidad. http://sostenible. palencia.uva.es/system/files/publicaciones/Biomasa% 2C%20Biocombustibles%20y%20Sostenibilidad.pdf
Concha, A., Andalaft, A. y Farías, Ó. F. (2009). Gasificación de carbón para generación de energía eléctrica: análisis con valoración de opciones Reales. Ingeniare. Revista Chilena de Ingeniería, 17(3). https://doi.org/10.4067/ s0718-33052009000300008
Departamento de Energía de Estados Unidos. (2022). El Departamento de Energía de EE. UU. proyecta un fuerte crecimiento en el sector de la energía eólica. https:// www.energy.gov/articles/el-departamento-de-energiade-eeuu-proyecta-un-fuerte-crecimiento-en-el-sectorde-la#:~:text=La%20edici%C3%B3n%20de%202023%2 0del,2.5%20millones%20de%20hogares%20estado unidenses.
Firestone. (2023). Conoce las celdas de hidrógeno: el combustible del futuro. https://www.firestone.com.mx/tipsfirestone/tecnologia-de-llantas/conoce-las-celdas-dehidrogeno/
Fuentes, P., Samuel, Á. & Arboleda, A. (s.f.). Celdas de hidrógeno: impacto de la implementación de estaciones de combustible de hidrógeno frente a las ventas de estos vehículos. https://repository.cesa.edu.co/bitstream/ handle/10726/3263/ADM_1018496788_2020_2.pdf? sequence=4&isAllowed=y
Fuentes, V. (2022). Rolls-Royce quiere llevar la pila de combustible de hidrógeno a los taxis voladores, y ya ha elegido a una marca para hacerlo. Motor Pasión. https:// www.motorpasion.com/tecnologia/rolls-royce-quierellevar-pila-combustible-hidrogeno-a-taxis-voladoresha-elegido-a-marca-para-hacerlo
González, A. (s.f.). Producción, almacenamiento y distribución de hidrógeno. Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial.
Llorca, J. (2010). El hidrógeno y nuestro futuro energético (1.ª ed.). Editions upc.
María, F. (2021). El avión de hidrógeno hará viajes sin emisiones de carbono. Ok Diario https://okdiario.com/ciencia/ avion-hidrogeno-hara-viajes-sin-emisiones-carbono8286624
Massaro, M. C., Biga, R., Kolisnichenko, A., Marocco, P., Monteverde, A. H. & Santarelli, M. (2023). Potential and technical challenges of on-board hydrogen storage technologies coupled with fuel cell systems for aircraft electrification. Journal of Power Sources, 555, 232397.
Mayén, R. (2011). Celdas de combustible de óxido sólido. ¿Una de las soluciones al problema energético? Ide@s Concyteg, 6(72), 647-661.
Naciones Unidas. (2022). Las emisiones mundiales de CO2 repuntaron en 2021 hasta su nivel más alto de la historia. https://unfccc.int/es/news/las-emisiones-mundialesde-co2-repuntaron-en-2021-hasta-su-nivel-mas-altode-la-historia
Nuevo, D. (2022). Tipos de celdas de combustible. Es Hidrógeno. https://eshidrogeno.com/celda-combustible/
Pérez, A. (2021). Éxito para ZeroAvia en la primera prueba en tierra de su motor de hidrógeno. Híbridos y Eléctricos. https://www.hibridosyelectricos.com/aviones/ zeroavia-exito-primera-prueba-tierra-nuevo-motorhidrogeno_48128_102.html
Pérez, C. F., Di Caprio, D., Mahé, É., Damien. F. & Lamare, J. (2015). Cyclic voltammetry simulations with cellular automata. Journal of Computational Science, 11, 269-278.
Rincón, E. D., García, J. J. y Bermúdez, J. R. (2020). Estado del arte de las celdas de combustible. Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada (rcta), 1(33), 36-49. https:// ojs.unipamplona.edu.co/ojsviceinves/index.php/rcta/ article/view/8333.
Rozo, Q. S. y Tibaquirá, G. E. (2007). Celdas de combustible tipo membrana de intercambio protónico. Scientia et Technica, vol. xiii(37), 279-283. Universidad Tecnológica de Pereira.
Saavedra, A. U., Figueredo, F. y Cortón, E. (2014). Celdas de combustible biológicas basadas en el metabolismo fotosintético. Química Viva, 3(12), 174-186. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica.
Sastresa, L. y Bribián, I. (2011). Hidrógeno: producción, almacenamiento y usos energéticos.
Shahid, M. (2012). Production and enhancement of hydrogen from water. A Review Systems, 134, 1-4.
Forbes Staff. (2022). Airbus desarrolla un motor de celda de combustible para un avión de hidrógeno. Forbes Chile. https:// forbes.cl/sostenibilidad/2022-12-01/airbus-desarrollaun-motor-de-celda-de-combustible-para-un-avion-dehidrogeno
Tibaquirá, J. y Posner, J. (2009). Diseño y construcción de una celda de combustible tipo membrana de intercambio protónico. Revistas utp, 2(42). https://doi.org/10.22517/ 23447214.2569
Turner, J. A. (2004). Sustainable hydrogen production. Science, 305(5686), 972-974. https://doi.org/10.1126/science. 1103197
Turner, G., Severdrup, M. K., Mann, P., Maness, B., Kroposki, M., Ghirardi, R. J. & Blake, D. (2008). Renewable hydrogen production.
Urrea. D. I. (2023). Vuela el primer avión con combustible de hidrógeno ¿Comienzo de la descarbonización? Enter.co https://www.enter.co/cultura-digital/ciencia/vuela-elprimer-avion-con-combustible-de-hidrogeno-comienzode-la-descarbonizacion/
Venegas, D., Meléndrez, M., Celi, S. y Ayabaca, C. (2016). Métodos amigables de producción de hidrógeno como fuente de energía limpia. ii Jornadas Iberoamericanas de Motores Térmicos y Lubricación. Universidad Nacional de La Plata.
Publicado
Número
Sección
Categorías
Licencia
Derechos de autor 2023 Escuela de Postgrados de la Fuerza Aérea Colombiana
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Declaración de cesión de los derechos de autor a la revista
Los autores ceden la Revista los derechos de explotación (reproducción, distribución, comunicación pública y transformación) para explotar y comercializar la obra, entera o en parte, en todos los formatos y modalidades de explotación presentes o futuros, en todos los idiomas, por todo el periodo de vida de la obra y por todo el mundo.
Todos los contenidos publicados en la revista científica Ciencia y Poder Aéreo están sujetos a la licencia reconocimiento 4.0 Internacional de Creative Commons, cuyo texto completo se puede consultar en http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
La licencia permite a cualquier usuario descargar, imprimir, extraer, archivar, distribuir y comunicar públicamente este artículo, siempre y cuando el crédito se dé a los autores de la obra: a los autores del texto y a Ciencia y Poder Aéreo, Revista Científica de la Escuela de Postgrados de la Fuerza Aérea Colombiana. Excepto cuando se indique lo contrario, el contenido en este sitio es licenciado bajo una licencia Creative Commons Atribución 4.0 internacional.
Para usos de los contenidos no previstos en estas normas de publicación es necesario contactar directamente con el director o editor de la revista a través del correo cienciaypoderaereo@epfac.edu.
La Escuela de Postgrados de la Fuerza Aérea Colombiana y esta publicación no son responsables de los conceptos emitidos en los artículos, ni de los metadatos aportados ni de las filiaciones que los autores declaren, ya que esta es responsabilidad plena de los autores.
