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Multiphysical Models for Hydrogen Production Using NaOH and Stainless Steel Electrodes in Alkaline Electrolysis CellModelos multifísicos para la producción de hidrógeno utilizando NaOH y electrodos de acero inoxidable en una célula de electrólisis alcalina

Resumen

La tensión de la célula en las celdas de electrólisis alcalina de agua sigue siendo elevada a pesar de que la electrólisis de agua es un método más limpio y sencillo de producción de hidrógeno. Se ha realizado un modelo multifísico para la tensión de célula de un electrolizador monocelular basado en una combinación de modelos de corriente-tensión, simulación de electrolizadores en funcionamiento intermitente (SIMELINT), datos experimentales existentes y datos del experimento realizado en el curso de este trabajo. El equipo utilizó NaOH como electrolito soporte y acero inoxidable como electrodos. Se aplicaron diferentes concentraciones de electrolito, separaciones entre electrodos y tipos de electrolito y se registraron los voltajes de las celdas. Las concentraciones de 60 % en peso de NaOH produjeron el rango más bajo de voltaje celular (1,15-2,67 V); una separación entre electrodos de 0,5 cm también presentó el voltaje celular más bajo (1,14-2,71 V). El agua destilada procedente de aire acondicionado dio lugar a una tensión mínima de la célula (1,18-2,78 V). El agua procedente de una fábrica presentó el mayor caudal (12,48 × 10-1cm3/min). Se comprobó que la tensión de la célula del electrolizador alcalino se reducía considerablemente reduciendo la separación entre electrodos a 0,5 cm y utilizando electrolitos que producen menos burbujas. Se encontró un error máximo del 1,5% entre el modelo matemático y el modelo experimental, lo que indica que el modelo es fiable.

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