Publicação

Construcción de una célula de producción de gas de Brown utilizando electrodos de acero inoxidable

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Las constantes preocupaciones sobre el cambio climático y el calentamiento global, producido por las emisiones de dióxido de carbono asociadas al uso de combustibles fósiles, convirtieron el hidrogeno en el principal vector energético del futuro inmediato debido a que es el único combustible que se puede producir de un recurso renovable tan abundante como el agua y cuyo producto de combustión es únicamente agua. Al contrario que los hidrocarburos, no puede ser destruido, sino que simplemente cambia de estado, siendo una buena opción para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Se conocen cuatro grandes categorías de métodos de síntesis que producen hidrógeno: biológica, química, electroquímica y tecnologías térmicas. En este proyecto se optó por trabajar con el método de síntesis electroquímica, concretamente en la electrolisis del agua que representa el 4% de la producción mundial de hidrógeno y que comparado con otros métodos, tiene la ventaja de producir hidrógeno extremadamente puro (> 99.9%) y no emite contaminantes ni gases de efecto invernadero ya que el producto de su combustión es solo agua. En este proyecto se diseñó, proyecto y construyo una célula para la electrolisis alcalina del agua, con el objetivo de conseguir producir gas de Brown para ser utilizado, en un futuro, como combustible en un motor de combustión interna. Para conseguir producir gas de Brown, se utilizó como electrolito una solución acuosa de hidróxido de potasio (KOH≈ 1/). Se establecieron como parámetros fijos la distancia entre electrodos (15 mm), el volumen de electrolito (VKOH=160 mL), el tiempo de medición de producción de gas. Se estudió la producción de gas Brown utilizando electrodos de dos materiales diferentes, uno de referencia de estudios anteriores, el acero inoxidable 304 L y otro material nuevo, el acero inoxidable 420 MC. Se estudió el efecto de un tratamiento de decapado en los electrodos, usando ácido clorhídrico (HCl≈ 1/) y ácido nítrico (HNO3 al 5%), en la producción de gas. Se determinó el consumo de electrolito durante el proceso de electrólisis y se evaluó el efecto de la intensidad de corriente en el aumento o disminución de la producción de gas, trabajando con tres intensidades de corriente diferentes 1, 2 y 3 amperios. Finalmente se realizó un estudio de la influencia de la porosidad y la rugosidad del metal en la producción de gas de Brown. Se concluyó que el aumento de la intensidad de corriente provoca un aumento en la producción de gas de Brown. El acero 304 L y el acero 420 MC tienen un comportamiento similar en lo que se refiere al volúmen de producción de gas de Brown, pero el acero 420 MC no se recomienda en este tipo de procesos electroquímicos porque libera óxido durante el proceso de electrolisis contaminando el electrolito (KOH). No se recomienda realizar un tratamiento de decapado ya que no produce mejoras en la producción de gas y debilita el material del electrodo disminuyendo su vida útil. El consumo de electrolito (KOH) no representa un problema, ya que se obtuvieron valores muy bajos de consumo durante los ensayos de electrolisis. Se determinó que el aumento de la rugosidad en la superficie del electrodo facilita el desprendimiento de las burbujas de gas aumentando la producción de gas y se comprobó que a medida que aumenta la porosidad en la superficie del acero, aumenta el área útil del metal a través de la formación de cavidades que favorecen un aumento en la producción de gas de Brown, ya que se dispone de una superficie mayor.
Autores principais:	Rodriguez Ferrari, María Eugenia
Assunto:	Electrolisis alcalina del agua Gas de Brown Electrodo de acero inoxidable 304 L Electrodo de acero inoxidable 420 MC
Ano:	2018
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Instituto Politécnico de Bragança
Idioma:	espanhol
Origem:	Biblioteca Digital do IPB

Descrição
Resumo:	Las constantes preocupaciones sobre el cambio climático y el calentamiento global, producido por las emisiones de dióxido de carbono asociadas al uso de combustibles fósiles, convirtieron el hidrogeno en el principal vector energético del futuro inmediato debido a que es el único combustible que se puede producir de un recurso renovable tan abundante como el agua y cuyo producto de combustión es únicamente agua. Al contrario que los hidrocarburos, no puede ser destruido, sino que simplemente cambia de estado, siendo una buena opción para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Se conocen cuatro grandes categorías de métodos de síntesis que producen hidrógeno: biológica, química, electroquímica y tecnologías térmicas. En este proyecto se optó por trabajar con el método de síntesis electroquímica, concretamente en la electrolisis del agua que representa el 4% de la producción mundial de hidrógeno y que comparado con otros métodos, tiene la ventaja de producir hidrógeno extremadamente puro (> 99.9%) y no emite contaminantes ni gases de efecto invernadero ya que el producto de su combustión es solo agua. En este proyecto se diseñó, proyecto y construyo una célula para la electrolisis alcalina del agua, con el objetivo de conseguir producir gas de Brown para ser utilizado, en un futuro, como combustible en un motor de combustión interna. Para conseguir producir gas de Brown, se utilizó como electrolito una solución acuosa de hidróxido de potasio (KOH≈ 1/). Se establecieron como parámetros fijos la distancia entre electrodos (15 mm), el volumen de electrolito (VKOH=160 mL), el tiempo de medición de producción de gas. Se estudió la producción de gas Brown utilizando electrodos de dos materiales diferentes, uno de referencia de estudios anteriores, el acero inoxidable 304 L y otro material nuevo, el acero inoxidable 420 MC. Se estudió el efecto de un tratamiento de decapado en los electrodos, usando ácido clorhídrico (HCl≈ 1/) y ácido nítrico (HNO3 al 5%), en la producción de gas. Se determinó el consumo de electrolito durante el proceso de electrólisis y se evaluó el efecto de la intensidad de corriente en el aumento o disminución de la producción de gas, trabajando con tres intensidades de corriente diferentes 1, 2 y 3 amperios. Finalmente se realizó un estudio de la influencia de la porosidad y la rugosidad del metal en la producción de gas de Brown. Se concluyó que el aumento de la intensidad de corriente provoca un aumento en la producción de gas de Brown. El acero 304 L y el acero 420 MC tienen un comportamiento similar en lo que se refiere al volúmen de producción de gas de Brown, pero el acero 420 MC no se recomienda en este tipo de procesos electroquímicos porque libera óxido durante el proceso de electrolisis contaminando el electrolito (KOH). No se recomienda realizar un tratamiento de decapado ya que no produce mejoras en la producción de gas y debilita el material del electrodo disminuyendo su vida útil. El consumo de electrolito (KOH) no representa un problema, ya que se obtuvieron valores muy bajos de consumo durante los ensayos de electrolisis. Se determinó que el aumento de la rugosidad en la superficie del electrodo facilita el desprendimiento de las burbujas de gas aumentando la producción de gas y se comprobó que a medida que aumenta la porosidad en la superficie del acero, aumenta el área útil del metal a través de la formación de cavidades que favorecen un aumento en la producción de gas de Brown, ya que se dispone de una superficie mayor.