Diseño, fabricación y caracterización de un electrolizador alcalino para la producción de hidrógeno verde a partir de energía solar fotovoltaica

Abstract

Es imperativo para el desarrollo de la sociedad buscar nuevas fuentes energéticas que reemplacen las ya existentes que en su mayoría corresponden a fuentes en base a combustibles fósiles. Sin embargo, estas nuevas fuentes energéticas deben cumplir criterios de sustentabilidad y confiabilidad del suministro energético. Una alternativa en este proceso de diversificación es la producción de hidrógeno verde, concepto que hace referencia a la producción de hidrógeno mediante la utilización de energías renovables como la solar, eólica, entre otras. Este concepto se instaura por su versatilidad energética, pudiendo ser aprovechado en más de un proceso, como lo pueden ser la generación de electricidad, combustión, electromovilidad, etc. Un método de producción de hidrógeno verde es la electrólisis basada en energía solar fotovoltaica. El presente trabajo trata sobre el diseño, fabricación y caracterización de un electrolizador alcalino para la producción de hidrógeno verde mediante la utilización de energía solar fotovoltaica. El objetivo es probar distintos electrodos, ya sea el tipo de material y el tamaño. Además de realizar pruebas de una división de los compartimientos anódicos y catódicos. Esto con el fin de establecer una configuración (electrodos más división) de mejor rendimiento para caracterizar el comportamiento eléctrico de la celda y estudiar la operación de esta a partir de la energía solar fotovoltaica en un día promedio. Los resultados muestran que la configuración de celda de electrólisis de mejor rendimiento es bajo la utilización de electrodos de níquel de 100x100 mm en conjunto con una barrera divisora de acrílico. Además, se tiene que cuando la temperatura del electrolito es baja se necesita una mayor potencia eléctrica para llevar a cabo el proceso, por el contrario, cuando se aumenta la temperatura del electrolito, la potencia eléctrica requerida es menor, obteniendo una noción del balance energético del electrolizador y como asociarlo al requerimiento de la energía solar fotovoltaica mediante una simulación computacional.