Máster interuniversitario de formación permanente en Tecnologías de Hidrógeno

1.-MERCADO DEL HIDRÓGENO

Papel del Hidrógeno como vector energético.

1. Potencialidad del Hidrógeno como vector energéticoMarco regulador.
   
   1. Introducción general sobre regulación y normativa.
   2. Estado actual: (autonómico / nacional / europeo)
   3. Producción de hidrógeno
   4. Almacenamiento de hidrógeno
   5. Distribución de hidrógeno (transporte/inyección/ERH)
   6. Movilidad con hidrógeno
   7. Usos industriales del hidrógeno (cogeneración)
   
   
   Garantía de origen.
   
   
   1. Introducción a sistema de las Garantías de origen (GO).
   2. GO del hidrógeno.
   3. Elegibilidad del hidrógeno. (Criterios / Clasificación)
   4. Cuantificación Emisiones. (ACV y metodologías)
   5. Mitigación de Emisiones.
   6. Aplicación de las GO al mercado del hidrógeno.
   
   
   Panorama Nacional e internacional Agentes y fuentes de financiación..
   
   1. Estrategias, Proyectos significativos, Asociaciones y Plataformas, Empresas relevantes y Fuentes de financiación del Hidrógeno en:
      • España
      • Unión Europea
      • Reino Unido
      • Australia
      • USA

2.-CONOCIMIENTOS BÁSICOS

Ingeniería Química.

1. Operaciones unitarias básicas y diagramas de Flujo
2. Balances de Materia
3. Balances de Energía
4. Sistemas reactivos
5. Balances en estado no estacionario
6. Diseño básico de operaciones unitarias

Termodinámica y transferencia de calor.

1. Primero y Segundo principio de la termodinámica
2. Transferencia de calor por conducción y convección
3. Intercambiadores de calor
4. Estimación de propiedades termodinámicas del hidrógeno y sus mezclas

Catalizadores y reactores catalíticos.

1. Conceptos básicos de la catálisis
2. Preparación de catalizadores
3. Propiedades físicas y químicas más relevantes
4. Catalizadores estructurados
5. Reactores catalíticos para producir hidrógeno
6. Microrreactores

Red eléctrica y convertidores de potència

1. Conceptos básicos de AC y MIÉRC
2. Red eléctrica: conceptos y dispositivos
3. Convertidores AC / DC aplicados al electrolitzador
4. Convertidores DC / DC aplicados a la pila de combustible
5. Convertidores DC / AC aplicados a la red eléctrica

Energías Renovables.

Mecánica de Fluidos.

1. Conceptos básicos: Propiedades de Fluidos
2. Hidrostática: Fuerzas y líneas de acción sobre superficies planas y curvas
3. Hidrodinámica de flujos compresibles e incompresibles: Pérdidas de carga en cañerías y válvulas. Turbinas y compresores.

Materiales utilizados en la cadena de valor del H2

1. Introducción a la cadena de valor del hidrógeno: requerimientos de los materiales
2. Introducción a la ciencia de materiales
3. Materiales en la cadena de valor del hidrógeno
4. Generación de hidrógeno
5. Transporte y almacenamiento: dispositivos móviles
6. Transporte y almacenamiento: dispositivos fijos
7. Generación de energía

Simulación CFD de flujo, transferencia de calor y masa en tecnologías de H2

1. Conceptos esenciales en CFD 3h: convergencia, residuos, balances, interpolación, solvers
2. Cinética química por simulación
3. Simulación de un electrolitzador/pila de combustible.
4. Simulación de una equipación de combustión de hidrógeno

Prácticas Técnicas en laboratorio.

Celda Electroquímica Energía Eólica y Fotovoltaica

3.-TECNOLOGÍAS DE GENERACIÓN DEL HIDRÓGENO

Generación de H2 mediante procesos de reformado.

1. Reformado con vapor de agua; intensificación de procesos
2. Reformado seco
3. Reformado autotérmico
4. Procesos de pirólisis
5. Procesos de purificación convencionales (PSA y PTA)
6. Procesos de purificación con membranas
7. Métodos emergentes: Chemical Looping Reforming, Steam-Iron

Generación de H2 mediante energia solar térmica y fotocatálisi.

1. Conceptos básicos de la fotocatálisi
2. Fotocatalizadores basados en óxido de titanio
3. Otros fotocatalizadores
4. Fotoreactores para la producción de hidrógeno
5. Ciclos termoquímicos para la producción de hidrógeno

Generación de H2 mediante electrólisis.

1. Concepto de electrólisis.
2. Generación renovable de energía eléctrica. A partir de solar, eólica, hidráulica y de biomasa
3. Electrólisis del agua. Fotoelectrólisis
4. Electrolizadores. PEM, alcalino, óxido sólido.
5. Hidrógeno como vector. Almacenamiento y reconversión energética

Técnicas de separación y purificación de hidrógeno.

1. Compresión, secado y acondicionamiento
2. Sistemas de absorción-desorción
3. Sistemas de adsorción-desorción
4. Sistemas de membranas selectivas
5. Otras tecnologías

Prácticas Técnicas en laboratorio.

1. Proceso de reformado
2. Proceso de fotocatálisis
3. Proceso de electrólisis

4.-TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO

Almacenamiento.

Transporte terrestre y marino.

Compresión y licuefacción

1. Compresión del hidrógeno: Cimientos
2. Compresores mecánicos: compresores de pistones, diafragma, lineales y de pistón y anillo líquido.
3. Compresores no mecánicos: Compresión criogénica, con hidruros metálicos, electroquímicos y de adsorción.
4. Cimientos de licuación del hidrógeno
5. Ciclos de licuación: Brayton y Claude

Sensórica, monitorización y control.

1. Técnicas eléctricas / electrónicas de detección.
2. Técnicas ópticas y fotónicas de detección.
3. Monitorización de concentración y otras magnitudes de la H2
4. Sensores-actuadores. Controladores de rango en H2.

Prácticas Técnicas en laboratorio.

Seguridad y Normativa, Hidrogenera, Almacenamiento en Hidruro, Local Certificado ATEX

5.-TRANSFORMACIÓN DEL HIDRÓGENO

Combustión.

1. Termoquímica de la combustión
2. Aspectos cinéticos
3. Inflamabilidad y reacciones en cadena
4. Mecánica de fluidos de las llamas
5. Tipo de combustibles
6. Teoría de la ignición

Pila de combustible de baja temperatura (PEMFC, DMFC).

1. Introducción a las pilas de combustible
2. Componentes de una pila PEMFC y DMFC
3. Funcionamiento de las pilas PEMFC y DMFC
4. Unidades MEA
5. Caracterización de pilas PEMFC y DMFC
6. Degradación de las pilas PEMFC y DMFC
7. Caracterización eléctrica, efecto de la temperatura, carga, etc.

Pila de combustible de alta temperatura (MCFC, SOFC, PAFC).

1. Configuraciones SOFC: planares y tubulares; Soportadas en el electrólito / electrodo
2. Pilas soportadas en el electrólito.
3. Componentes de las SOFC y materiales
4. Microestructura de las SOFC
5. Conductores iónicos
6. Técnicas de fabricación
7. Principios de funcionamiento de las SOFC. Curvas I-V y resistencia específica
8. Maneras de operación
9. Técnicas de caracterización

Prácticas Técnicas en laboratorio.

Combustión de hidrógeno Pila de Combustible

6.-APLICACIONES DEL HIDRÓGENO

Usos industriales y tecnología P2X.

1. Refinería de Petróleo: Procesos de hidrodesulfuración y craqueo.
2. Biorefineria.
3. Obtención de combustibles mediante reducción de CO2.
4. Producción de amoníaco.
5. Reducción de óxidos metálicos.
6. Producción de ácido clorhídrico
7. Procesos de hidrogenación
8. Química fina
9. Producción de metanol
10. Producción de peróxido de hidrógeno (H2O2)
11. Fibras textiles
12. Soldadura
13. Usos como refrigerante

Pequeños dispositivos electrónicos y unidades auxiliares.

1. Micro y nanotecnologías, metodologías de fabricación.
2. Dispositivos basados en silicio
3. Aplicaciones de pequeña potencia
4. Elementos periféricos y sistemas completos

Urbano / residencial.

1. Consumo eléctrico y factura eléctrica
2. Consumos térmicos
3. Integración: Gestión energética hidrógeno + renoble en uso urbano / residencial
4. Aplicación en sistemas de calefacción y ACS: Tipo de calderas de H2

Prácticas Técnicas en laboratorio

Simulación de Operación en una Planta de Hidrógeno

7.-TRABAJO DE FIN DE PROGRAMA