Diseño y evaluación experimental de un sistema de electrólisis alcalina para la generación de hidrógeno

La presente investigación tuvo como propósito diseñar y evaluar un sistema de electrolisis alcalina para la generación de hidrógeno. Se realizó un estudio de tipo experimental, exploratorio, descriptivo y correlacional. Para el diseño y la caracterización del sistema se determinaron los materiales a usar, las dimensiones de las piezas y su función, se elaboraron planos y modelos 3D, así como representaciones esquemáticas los cuales permitieron definir con exactitud el mismo y describir el funcionamiento de cada elemento. Seguido al diseño y su construcción, se efectuó una evaluación de los parámetros que intervienen en la electrólisis de la celda, manipulando las variables independientes tensión y sustancia empleada, determinándose correlaciones (Pearson) entre las principales variables. Se realizaron también análisis causa-efecto, mediante el ANOVA y la prueba LSD de Fisher. Con el ANACORR se encontraron fuertes correlaciones entre la corriente y el caudal (0.97), entre temperatura y corriente (0.97) y entre temperatura y caudal (0.62). El ANOVA, ANCOVA y el LSD de Fisher permitieron determinar los efectos de las diferentes disoluciones usadas como electrolito en las variables respuesta de interés, especialmente en la variable eficiencia. De estas pruebas se permitió deducir que se obtuvo una mayor eficiencia empleando una disolución de hidróxido de sodio al 15% masa-volumen. Mediante el análisis de regresión no lineal se realizó ajuste de curvas tensión – corriente, el resultado fue que para todos los tratamientos los datos se ajustan a un modelo exponencial con un alto coeficiente de determinación R2. Gracias al análisis de regresión lineal para caudal – corriente y corriente – temperatura se pudieron obtener los parámetros de la ecuación de la recta de regresión para cada tratamiento con un buen ajuste. Mediante el análisis termodinámico y eléctrico de los datos obtenidos con la experimentación se determinó que la eficiencia máxima de la electrólisis fue del 63%. Finalmente se realizó una tabla comparativa entre las diferentes tecnologías de electrólisis para la producción de hidrógeno la cual permitió contrastar los resultados obtenidos en esta investigación y los encontrados en bibliografía.