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OBTENCIÓN DE HIDRÓGENO MEDIANTE ELECTRÓLISIS DEL AGUA
UTILIZANDO ENERGÍAS RENOVABLES PARA SU EMPLEO COMO
ALTERNATIVA ENERGÉTICA
Ingeniería Ambiental
*Ing. Ulises Córdova Infante, M. en IPA. María del Socorro Díaz Godínez, M.C. Héctor Javier Megía Vera
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE VILLA LA VENTA
OBJETIVOS
Las soluciones electrolíticas permitieron el fácil intercambio de iones al aumentar la
conductividad eléctrica del agua (facilita la transferencia de electrones) y por lo tanto hace más
fácil la separación de hidrógeno y oxígeno aumentando la producción de H2 en el cátodo
durante la electrólisis
Obtener hidrógeno mediante el uso de energías renovables
empleando el método de electrolisis del agua.
RESULTADOS
Objetivo general
• Construir una celda electrolítica para producción de hidrógeno.
• Utilizar energía mecánica-cinética y solar.
• Identificar y elegir la mejor solución electrolítica mediante la
observación y el análisis de los resultados obtenidos.
• Medir el volumen de gas oxhídrico producido en una celda
electrolítica.
• Determinar la producción de hidrógeno en relación al volumen
de la solución electrolítica y la energía empleada.
Objetivos específicos
Una forma de poder aprovechar al máximo estas
energías es gestionarlas in situ
Hidrógeno - energías renovables – electrólisis – catalizador.
Referencias: González Velasco, J. (2009). Energías renovables. Reverté. Barcelona; Gutiérrez Jodra, L. (2005). El hidrógeno, combustible del futuro. Revista de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 99(1), 49-67; Linares, J. I., & Moratilla, B. Y. (2007). El hidrógeno y la energía. Asociación Nacional de Ingenieros del ICAI.
HIPÓTESIS
INTRODUCCIÓN
Al igual que la
electricidad, el
hidrógeno es un
vector energético.
Desde el punto de vista ambiental, el empleo de combustibles fósiles
constituye el principal causante de la generación de GEI.
Las energías renovables son la
mejor opción para el futuro.
PALABRAS CLAVE
Análisis de soluciones electrolíticas para la obtención de Hidrógeno
a)Se prepararon 500ml de
soluciones al 10% de:
• NaCl,
• KOH,
• NaHCO3 y
• NaOH
Fuentes de energía
Celda electrolítica
MATERIALES Y MÉTODOS
Empleo de energía
cinética-mecánica y
fotovoltaica como fuente
de energía.
La celda es la parte
del electrolizador y
de la estación en
general pues es la
que lleva a cabo el
proceso de
electrólisis del agua.
Solución Voltaje
(Volts)
Amperaje
(A)
Producció
n (lpm)
NaHCO3 12.25 5.03 0.290
NaCl 12.25 5.03 0.275
NaOH 12.25 5.03 0.373
KOH 12.25 5.03 0.321
*Reacción general:
H2O → H2 + 1/2 O2
*La relación con el oxígeno:
H2 + ½ O2 → H2O (g) ∆H= -286
kJ/mol
Carácter reductor:
*Agua pura: ½ H2 + e- → H-
E° = 2.5 V
*Con hidróxido de sodio: 2NaH +
O2 → H2O + Na2O
CAT(-) 2 H+ + 2e- → H2
ANOD(+) 2 OH- - 2e- →
½O2 + H2O
Electrolito: NaOH 10% 12.25V
Modulo solar
fotovoltaico
a) Consta de: un
alternador acoplado
a una bicicleta.
b) Un regulador de
voltaje conectado
al alternador y una
batería de 12v
Generador eléctrico
por energía cinética-
mecánica
¿COMO SE PRETENDE RESOLVER EL PROBLEMA? Este problema se pretende solucionar o en este caso amortiguar, al disminuir
el uso de combustibles contaminantes sustituyéndolos o implementándolos
con el hidrógeno, utilizando agua como materia prima para su obtención.
¿Cuales beneficios? • Combustible limpio que reduce la
huella de carbono
• Prolonga el agotamiento y
economiza los combustibles fósiles
¿Quién se beneficia? • Todas las personas, desde los
hogares hasta las grandes
empresas (si es que no son
petroleras).
Para determinar la producción H2 se usó la
medida en Lts/min, obteniéndolo este gas de la
electrólisis alcalina del agua en esta celda
electrolítica de diseño propio. La producción de
H2 en el cátodo después de la electrólisis es
determinada con un caudalimetro que mide el
flujo de gas.
OPERACIÓN
En la imagen inferior se observa la
determinación del Voltaje y en la
superior Amperaje.
Promedio de producción de hidrógeno de cuatro
soluciones electrolíticas a 64.9 Watts de potencia.
El uso del hidrógeno como combustible alternativo es una de las mejores
opciones para suplir ciertos combustibles fósiles propiciando el ahorro
económico, energético y el cuidado del medio ambiente.