Evaluación e implementación de un sistema catódico en una celda fotoelectroquímica para la producción de hidrogeno a partir de aguas contaminadas con cianuro

Abstract

Hace mucho tiempo se conocen tecnologías básicas para producir hidrógeno por electrólisis del agua. Sin embargo, hay desventajas de tipo económico usando este proceso. El proceso de electrolisis puede realizarse de forma que se combine la energía eléctrica con energía renovable. Por esto se están desarrollando celdas donde ocurran procesos combinados, como fotoelectrólisis que utiliza de forma adicional la energía solar. El objetivo de este trabajo fue seleccionar el sistema catódico para la producción fotoelectroquímica de hidrógeno en soluciones alcalinas (NaOH y KOH) y soluciones cianuradas (NaCN y KCN), por la variación de materiales catódicos. Se escogieron materiales más baratos y versátiles como la plata, cobre, grafito, acero inoxidable 316 y platino material que es utilizado en producción de hidrógeno. Primero se realizó un estudio electrolítico con todos los materiales catódicos y electrolitos escogidos, para determinar las condiciones de voltaje y composición del electrolito en la producción eficiente de hidrógeno, que luego fueron implementadas en la celda fotoelectrolítica. El comportamiento electroquímico de la reacción evolución de hidrógeno de los materiales catódicos seleccionados en el estudio electrolítico, fue realizado por técnicas de voltamperometría cíclica y polarización catódica potenciodinámica. Los resultados obtenidos en la investigación fueron, como material catódico eficiente el platino, seguido por la plata y el acero inoxidable y como electrolito 0.1 M de KOH + 200 ppm de KCN. Tanto el estudio de electrólisis convencional como el de técnicas electroquímicas revelaron que el empleo del KOH como electrolito base y el platino como material catódico, son más eficientes para la producción de hidrógeno; a su vez la presencia de cianuro, a concentraciones específicas, como agente de sacrificio mejora la producción de hidrógeno. Como conclusión general se puede decir que la realización de técnicas electroquímicas en conjunto con pruebas electrolíticas garantizan alta confiabilidad para evaluar sistemas tanto anódicos como catódicos.