Diseño de un electrolizador alcalino para la generación de hidrógeno
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Date
2024-02-15
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
El hidrógeno, por sus propiedades como vector energético, destaca por su capacidad de
disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero y su potencial aplicación en sectores como el
transporte, la industria química y la generación de energía. Este trabajo se centra en el diseño, construcción
y caracterización de un prototipo experimental de electrolizador alcalino capaz de producir entre 0,5 y 1
litro de hidrógeno por minuto.
La metodología implementada determinó la selección de materiales resistentes a la corrosión, como acero
inoxidable para los electrodos y acrílico para la estructura, además del uso de hidróxido de potasio (KOH)
como electrolito. Se realizaron pruebas experimentales bajo condiciones controladas, variando la
concentración del electrolito (15% y 25%) y evaluando configuraciones de 3 y 5 celdas. Estas pruebas
permitieron medir el caudal de hidrógeno producido, la eficiencia energética del sistema y su estabilidad
operativa, tomando en cuenta factores como la corriente, el voltaje y la temperatura.
Los resultados indicaron que una concentración de electrolito del 25% ofrece mayor eficiencia energética y
un mayor caudal de producción en comparación con la del 15%, debido a su mayor conductividad iónica.
Por otro lado, el sistema de 5 celdas mostró un incremento significativo en la producción de hidrógeno
respecto al de 3 celdas, aunque esto implicó un mayor consumo energético por el incremento del voltaje
requerido. Asimismo, se evidencia una relación lineal entre la corriente aplicada y el caudal producido, con
una ligera disminución de la eficiencia del sistema al aumentar la corriente debido al sobrecalentamiento
del electrolito y las pérdidas energéticas.
En conclusión, el prototipo diseñado demuestra ser una alternativa viable para la producción experimental
de hidrógeno verde, destacándose como una solución accesible para futuras aplicaciones en el ámbito
industrial y energético. Este proyecto no solo aporta al conocimiento técnico en el área de electrólisis
alcalina, sino que también promueve el desarrollo de tecnologías que facilitan la transición hacia un modelo
energético más sostenible, alineado con los objetivos globales de reducción de emisiones contaminantes.
Description
Keywords
Electrólisis, Producción de hidrógeno, HHO (oxihidrógeno), Placas bipolares, Soda cáustica (NaOH), Electrolito alcalino, Eficiencia electroquímica, Voltaje y corriente, Generación de gas, Celdas electrolíticas, Consumo energético, Materiales de electrodos, Optimización de electrolizadores, Reacción electroquímica