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

ing.ulises.ci@gmail.com

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.