Universidad Nacional Autónoma de México Centro de Investigación en Energía Programa de Estudio Hidrogeno 5 10 Asignatura Clave Semestre Créditos Formación Profesional Ciclo Sistemas Energéticos Área Asignatura: Horas: Total Horas: Obligatoria X Teóricas 4 Semana 6 Optativa Prácticas 2 16 semanas 96 Modalidad: Seriación obligatoria antecedente: Curso Teórico-Práctico Ninguna Seriación obligatoria consecuente: Ninguna Objetivos del curso: Introducción a la ciencia y tecnología de hidrógeno como el vector energético en una economía basada en fuentes renovables de energía.
Temario No. Nombre Horas 1. La Economía del Hidrógeno 10 2. Seguridad en el Manejo de Hidrógeno 10. Conceptos Básicos de Electroquímica y Fotoelectroquímica 24 4. Celda de Combustible 20 Subtotal 64 Prácticas de laboratorio 2 Total 96 1 La Economía del Hidrógeno Objetivo: Introducir al estudiante a la importancia del estudio actual y prospectivo de la energía del hidrógeno para el fututo cercano. 1. Conceptos básicos de la transición hacia la economía del hidrógeno. 2. La economía basada en combustibles fósiles y las oportunidades para el hidrógeno como combustible. La demanda real de combustible mundial y las tecnologías de uso final con hidrógeno 4. Análisis de costos para la producción, transportación, distribución y almacenamiento de hidrógeno 2. Seguridad en el Manejo de Hidrógeno Objetivo: Presentar al estudiante los conceptos básicos en el manejo del hidrógeno como combustible o agente de reacción, así como los códigos y estándares que se utilizan para el manejo seguro en aplicaciones estacionarias y móviles 1. Características fisicoquímicas del hidrógeno 2. Riesgos en el manejo del hidrógeno. Medidas preventivas y de seguridad 4. Criterios de seguridad para la seguridad, códigos y estándares para el manejo de hidrógeno, celdas de combustible e infraestructura 5. Transporte de hidrógeno 6. Determinación del mejor sistema para almacenar hidrógeno en sistemas móviles 7. Aspectos de seguridad para los motores de combustión interna alimentados con hidrógeno 8. Aspectos de seguridad para los motores eléctricos alimentados con hidrógeno
. Conceptos Básicos de Electroquímica y Fotoelectroquímica Objetivo: El objetivo de este tema es presentar los fundamentos de los procesos que tienen lugar en electroquímica y en la conversión fotoelectroquímica de la energía solar. Se discutirán en detalle sistemas específicos para convertir la energía luminosa en electricidad y energía química, y se enfatizarán los retos en el desarrollo de nuevos materiales y/o dispositivos. 1. Procesos sobre el Electrodo 2. Concepto de Potencial y Termodinámica. Transporte de masa 4. Conceptos de Interfase Electrodo-Electrólito 5. Sistemas y Procesos Electroquímicos de Interés Tecnológico 6. Fundamentos de la Unión Semiconductor/Electrolito 7. Procesos en Sistemas Fotoelectroquímicos 8. Conversión de Energía Solar en Electricidad en sistemas electroquímicos 9. Conversión de Energía solar en Energía Química (Química Solar): Síntesis Orgánica y Degradación Fotocatalítica 4. Celda de Combustible Objetivo: El alumno conocerá los principios básicos de operación de las diversas celdas de combustible que existen y asociarán los usos más adecuados de cada una de ellas. 1. Electroquímica aplicada en las celdas de combustible 2. Principio básico de operación de una celda de combustible. Características básicas de las celdas de combustible 4. Aplicaciones de las celdas de combustible 5. Recientes desarrollos relacionados con las celdas de combustible 5 Prácticas de laboratorio. Se ofertarán prácticas de laboratorio 1. Seguridad en el Manejo de Hidrógeno 2. Conceptos Básicos de Electroquímica. Conceptos Básicos Fotoelectroquímica 4. Celda de Combustible
Bibliografía básica: The Hydrogen Economy: Opportunities, Costs, Barriers, and R&D Needs (2004) National Academy of Engineering (NAE) Edits, Board on Energy and Environmental Systems (BEES), USA La economía del hidrógeno, Jeremy Rifkin, Edit Paidós, (2002) Hydrogen Fuel for Surface Transportation, J.M. Norbeck andj.w. Heffel, University of California, SAE International, 1996 Electrochemical Methods fundamentals and applications, Bard A. J and Faulkner L.R, John Wiley, New York (1980) Solar Energy Conversion: A Photoelectrochemical Approach Yuri V. Pleskov, Springer-Verlag, NY, 1990 Energy Resources through Photochemistry and Catalysis M. Gratzel (Editor), Academic Press, New York, 198 Semiconductor Nanoclusters: Physical, Chemical, and Catalytic Aspects P.V. Kamat and D. Mersel (Editors), Elsevier Scientific, 1997 Photocatalysis Fundamental and Applications N. Serpone and E. Pelizzetti (Editors), John Wiley & Sons, New York, 1989 An Introduction to Fuel Cells, Keith R. Williams (Ed), Elsevier Publishing Co, NY, 1996. Temas para los que se recomienda: 1 1 2 4 4 Fuel Cells Systems Explained, James Larminie, J. Wiley & Sons, 200 Sugerencias didácticas: Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio X Ejercicios fuera del aula: X Prácticas de campo X Seminarios X Otras:
Sugerencia para evaluar: Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas X Trabajos y tareas fuera del aula X Otras: Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura: Doctor en Ingeniería, Química ó Física con experiencia en los temas de fuentes renovables de energía.