Evaluación de un Método Basado en PWM para el Mejoramiento de la Producción de Hidrógeno en Electrolizadores Alcalinos

Abstract

Los sistemas alcalinos de producción de hidrógeno enfrentan limitaciones como la degradación acelerada de los electrodos por corrosión y la pérdida de eficiencia debido a la acumulación de burbujas de gas en las superficies activas y el sobre calentamiento del electrolito. En este estudio se aplicaron técnicas de modulación por ancho de pulso (PWM) y variaciones periódicas de polaridad para evaluar empíricamente el efecto de la frecuencia, ciclo de trabajo e inversión de polaridad sobre electrodos en electrolizadores alcalinos (AEL). Estas estrategias contribuyen a mejorar las condiciones de operación, disminuir el desgaste acelerado de los electrodos y optimizar el proceso de producción de hidrógeno. El uso de señales PWM permite un control preciso de la energía que fluye por los electrodos, lo que reduce el sobrecalentamiento del electrolito y favorece la formación de burbujas más pequeñas que se desprenden rápidamente, disminuyendo así la resistencia eléctrica del sistema. Para la realización de estas pruebas, se construyó un electrolizador especial diseñado para fijar algunas variables de las pruebas. Se evaluó el comportamiento del acero inoxidable como electrodo activo para cuantificar las mejoras en el rendimiento. Los resultados incluyen un incremento en la eficiencia energética superior al 10 % y la potencial prolongación de la vida útil de los electrodos. Esta estrategia representa una solución de bajo costo de implementación que busca reducir los gastos operativos y la frecuencia de mantenimientos, impulsando la competitividad y masificación del hidrógeno.