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Modelado Integrado de Reformado de Metano con Vapor y Captura de Carbono para la Producción de Hidrógeno Azul

Autores: Bayramolu, Kubilay; Bayramolu, Tolga

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Modelado Integrado de Reformado de Metano con Vapor y Captura de Carbono para la Producción de Hidrógeno Azul


Categoría

Energía

Subcategoría

Energías renovables

Palabras clave

Hidrógeno
Producción
Captura y almacenamiento de carbono
Emisiones
SMR
Temperatura

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 2

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La creciente demanda global de energía limpia destaca al hidrógeno como un portador de energía estratégico debido a su alta densidad energética y utilización libre de carbono. Actualmente, la reforma de metano con vapor (SMR) es el método más ampliamente aplicado para la producción de hidrógeno; sin embargo, sus altas emisiones de CO2 socavan los beneficios ambientales del hidrógeno. La producción de hidrógeno azul integra tecnologías de captura y almacenamiento de carbono (CCS) para superar este inconveniente en el proceso SMR, reduciendo significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero. Este estudio integró un modelo de reactor de flujo tubular (PFR) basado en MATLAB-R2025b para la cinética de SMR con un sistema CCS basado en Aspen HYSYS. Se investigaron los efectos de la temperatura del reformador (600-1000 grados C) y la relación de vapor a carbono (S/C) (1-5) en el rendimiento de hidrógeno y la intensidad de emisión de CO2. Los resultados muestran que la producción de hidrógeno aumenta con la temperatura, alcanzando la conversión máxima entre 850-1000 grados C, mientras que el rendimiento óptimo se logra con relaciones S/C de 2.5-3.0, equilibrando un alto rendimiento de hidrógeno y una mínima fuga de metano. El SMR convencional genera emisiones de 9-12 kgCO2/kgH2, mientras que el SMR + CCS reduce esto a 2-3 kgCO2/kgH2, logrando más del 75% de reducción. Los hallazgos demuestran que la integración de SMR + CCS mitiga efectivamente las emisiones y proporciona una tecnología de puente sostenible para la producción de hidrógeno azul, apoyando la transición hacia sistemas de energía de bajo carbono.

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