De Catalizador a Sistema: Una Revisión Sistemática de la Modelización Basada en Simulación de la Descomposición de Amoníaco para la Producción de Hidrógeno
Autores: Pg Haji Omar Ali, Dk Nur Hayati Amali; Suhaimi, Hazwani; Abas, Pg Emeroylariffion
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
De Catalizador a Sistema: Una Revisión Sistemática de la Modelización Basada en Simulación de la Descomposición de Amoníaco para la Producción de Hidrógeno
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Amoníaco
Descomposición
Producción de hidrógeno
Modelado
Simulación
Escalabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La descomposición del amoníaco es uno de los caminos más utilizados para la producción de hidrógeno libre de carbono, particularmente en sistemas donde el amoníaco se utiliza como portador de hidrógeno. La modelización y la simulación son críticas para la cuantificación general de la cinética de reacción, las limitaciones de transporte, el rendimiento del reactor y la integración a nivel de sistema; sin embargo, los estudios basados en simulación siguen siendo disjuntos a través de escalas de modelización y rutas de síntesis. Esta revisión sistemática examina estudios de modelización y simulación sobre la descomposición del amoníaco publicados en el período entre 2014 y 2025, identificados a través de una búsqueda estructurada en Scopus y seleccionados utilizando la metodología PRISMA. Un total de 70 estudios centrados en la modelización fueron clasificados en cinco categorías de modelización: modelización numérica y CFD a escala de reactor; modelización de mecanismos cinéticos y termoquímicos; simulación de procesos basada en termodinámica, energía y exergía; modelización multiescalar o de escalas cruzadas; y marcos de modelización conceptual o adimensional. Los resultados muestran que los modelos CFD y cinéticos a escala de reactor constituyen la mayoría de los estudios publicados, mientras que los marcos multiescala integrados que vinculan fenómenos a escala de catalizador con el rendimiento a nivel de reactor y proceso siguen siendo limitados. Además, la inclusión de análisis técnico-económicos (TEA) y evaluaciones del ciclo de vida (LCA) es limitada, restringiendo la evaluación cuantitativa de la escalabilidad y la viabilidad del sistema. Basado en la literatura revisada, se identifican brechas metodológicas clave y se propone una hoja de ruta de modelización multiescalar para apoyar el diseño, la optimización y la ampliación de sistemas de conversión de amoníaco a hidrógeno.
Descripción
La descomposición del amoníaco es uno de los caminos más utilizados para la producción de hidrógeno libre de carbono, particularmente en sistemas donde el amoníaco se utiliza como portador de hidrógeno. La modelización y la simulación son críticas para la cuantificación general de la cinética de reacción, las limitaciones de transporte, el rendimiento del reactor y la integración a nivel de sistema; sin embargo, los estudios basados en simulación siguen siendo disjuntos a través de escalas de modelización y rutas de síntesis. Esta revisión sistemática examina estudios de modelización y simulación sobre la descomposición del amoníaco publicados en el período entre 2014 y 2025, identificados a través de una búsqueda estructurada en Scopus y seleccionados utilizando la metodología PRISMA. Un total de 70 estudios centrados en la modelización fueron clasificados en cinco categorías de modelización: modelización numérica y CFD a escala de reactor; modelización de mecanismos cinéticos y termoquímicos; simulación de procesos basada en termodinámica, energía y exergía; modelización multiescalar o de escalas cruzadas; y marcos de modelización conceptual o adimensional. Los resultados muestran que los modelos CFD y cinéticos a escala de reactor constituyen la mayoría de los estudios publicados, mientras que los marcos multiescala integrados que vinculan fenómenos a escala de catalizador con el rendimiento a nivel de reactor y proceso siguen siendo limitados. Además, la inclusión de análisis técnico-económicos (TEA) y evaluaciones del ciclo de vida (LCA) es limitada, restringiendo la evaluación cuantitativa de la escalabilidad y la viabilidad del sistema. Basado en la literatura revisada, se identifican brechas metodológicas clave y se propone una hoja de ruta de modelización multiescalar para apoyar el diseño, la optimización y la ampliación de sistemas de conversión de amoníaco a hidrógeno.