Electrolizadores.docx

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CAMPECHE

FACULTAD DE INGENIERIA

HIDROGENO Y ENERGIA

ELECTROLIZADOR

UC HAAZ ANGEL DE JESUS

RODRIGUEZ PEREZ MANUEL JESUS

ENE 2018- AGO 2018

SAN FRANCISCO DE CAMPECHE A 5 DE ENERO DEL 2019

ÍNDICE INTRODUCION……………………………………………………………………………3 1.-ELECTROLIZADOR ………………………………………………………….............4 2.-TIPOS DE ELECTROLIZADORES…………………………………………………..4 3.-COMO HACER UN ELECTROLIZADOR (PRUEBA DE LABORATORIO)…………………………………………………………6 4.-CONCLUSION--………………………………………………………………………..7 5.-REFERENCIAS………………………………………………………………………...8

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INTRODUCCION Los avances para poder generar hidrogeno es muy importante, es por eso que en esta investigación se explicara el concepto de los electrolizadores y de igual manera los tipos que existen, además de su funcionamiento de cada uno de los tipos , se adjuntan imágenes para un mayor entendimiento, de igual forma se pone una práctica de cómo realizar un electrolizador nivel laboratorio con el fin de comprender el concepto de electrolizador.

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1. ELECTROLIZADOR Concepto Podemos definir como electrolizador a un dispositivo en el que por medio de, al menos, un par de electrodos de material conductor, sumergidos en un medio líquido, conocido como electrolito, se aplica una diferencia de potencial que genera una corriente eléctrica la cual provoca una reacción electroquímica por la cual el electrolito se descompone en varios productos. O bien “Son equipos que, mediante un proceso de electrólisis, separan la molécula de agua gracias a la electricidad y producen hidrógeno, oxígeno y calor” 2 2.- TIPOS DE ELECTROLIZADORES En la actualidad existen diversos tipos de electrolizadores, los mas desarrollados son : Electrolizadores alcalinos: Un electrolizador alcalino es un dispositivo en el que se produce la electrólisis del agua en el seno de un medio alcalino. En el electrolizador se produce la reacción no espontanea de separar el agua en hidrogeno y oxígeno al hacer circular una corriente continua de una manera conveniente. Un electrolizador alcalino emplea una solución alcalina, normalmente hidróxido de potasio (𝐾𝑂𝐻), como electrolito. En la configuración monopolar las celdas electrolíticas están conectadas Ilustración 1 CONFIGURACION MONOPÓLAR eléctricamente en paralelo, los cátodos de todas las celdas electrolíticas están conectados entre sí y al igual que los ánodos, pero tanto ánodos como cátodos están físicamente separados

Electrolizadores PEM (en desarrollo) 4

También conocidos como PEM (por sus siglas en inglés: Proton Exchanger Membrane) hacen uso de membranas poliméricas capaces de conducir iones, es decir, utilizan un electrolito sólido. Este tipo de electrolitos sólidos operan generalmente en un medio ácido transportando protones H+ y con espesores de 50 a 200 micrometros. Por las dimensiones del electrolito su construcción es más sencilla que un electrolizador alcalino y su respuesta es más rápida pues ya no tenemos en juego la resistencia intrínseca de un electrolito líquido. Para su funcionamiento es necesaria agua pura, lo cual nos lleva a obtener gases de alta pureza y de este modo bajar costos de purificación. La figura muestra de forma esquemática el funcionamiento de un electrolizador PEM.

Ilustración 2 funcionamiento de un electrolizador PEM.

Aquí se puede ver como al aplicar una diferencia de potencial en el ánodo las moléculas de agua son oxidadas, formando oxígeno atómico, protones y electrones. Los átomos de oxígeno se mantienen en el ánodo y se recombinan para formar el oxígeno molecular, O2. Por su parte, los protones son atraídos por la carga negativa del cátodo, a través de la membrana polimérica, estableciendo un flujo de protones que al interactuar con los electrones forman moléculas de hidrógeno.

Quien juega un papel importante en esta tecnología es el corazón del electrolizador: el ensamble membrana electrolizador, MEA (por sus siglas en 5

inglés: Membrane Electrode Assembly), pues es en esta parte donde se forman el hidrógeno y oxígeno a partir del agua. El MEA está constituido por cinco capas en cuyo centro tenemos a la membrana de intercambio protónico como electrolito, separando al cátodo del ánodo y evitando la mezcla de los gases. Los electrodos consisten de un difusor de gases con una capa de electrolizador entre la membrana y el difusor. Luego el MEA es soportado entre dos mallas distribuidoras de corriente, los cuales ayudan a tener una mejor distribución de los gases generados a lo largo de los electrodos.

3.-COMO HACER UN ELECTROLIZADOR (PRUEBA DE LABORATORIO) El uso de un electrolizador de agua es un experimento de laboratorio común para demostrar el concepto de la electrólisis. Llene un vaso con agua. El vidrio es una buena opción para el recipiente ya que no conduce la electricidad y tiene una cierta resistencia al calor. Añadir hidróxido de sodio igual a un cuarto del peso del agua y mezclar bien hasta que el hidróxido de sodio se disuelve completamente. El propósito del hidróxido de sodio es permitir que el agua conduce la electricidad. Las soluciones que conducen la electricidad se conocen como electrolitos. Conecte un cable a cada terminal de la batería. Coloque el extremo libre de cada cable en el depósito de agua y asegurarse de que no se toquen. Burbujas deben formar en cada cable. Oxígeno recogerá en el electrodo de carga positiva (ánodo) y el hidrógeno se acumula en el electrodo cargado negativamente (cátodo).

Lleve a cabo la electrólisis con un voltímetro Hoffman. Este dispositivo consta de tres tubos verticales que están abiertos en la parte superior y conectado a la parte inferior de una tubería horizontal. El tubo central se utiliza para agregar agua y electrolitos. Un tubo vertical en un extremo contiene el ánodo y el tubo vertical en el otro extremo contiene el cátodo.

Reúna gas con un voltímetro Hoffman. La burbuja de hidrógeno y los gases de oxígeno a través de la solución en los tubos respectivos. La parte superior de estos tubos se pueden conectar a las tuberías que conducen a la cámara de recogida del gas. A continuación, puede analizar el hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis de gases recogidos 6

CONCLUSION

En conclusión podemos decir que un electrolizador es un dispositivo capaz de generar hidrogeno y oxigeno mediante la electrolisis, además que hoy en dia este proceso se ha ido mejorado de manera de que sea muy eficiente , cabe señalar que el electrolizador tipo PEM es una tecnología en desarrollo pero que promete mucho para la creación de hidrogeno de manera menos costosa y más eficiente, existen otras formas de creación de hidrogeno pero aún están en bases de desarrollos cabe mencionar que las que podemos encontrar en el mercado son los electrolizadores alcalinos y los electrolizadores PEM.

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Referencias

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ESTEBAN, D. (s.f.). Los electrolizadores como equipo clave en el futuro de la energia. centro nacional del hidrogeno, 1.

http://bibing.us.es/proyectos/abreproy/30127/fichero/Cap%C3%ADtulo+3++Electrolizadores.pdf https://www.iit.comillas.edu/pfc/resumenes/504a1c50dbf48.pdf https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/6101/SINTESISPELI.pdf?sequenc e=1&isAllowed=y http://es.viva-read.com/article/cmo-hacer-un-electrolizador

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