Desarrollo de los platos bipolares de un electrocatalizador tipo PEM / Angel Eduardo Cárdenas Herrera

Tesis (I.F.) .-- UADY. Facultad de Ingeniería, 2012.

La energía generada a partir de los combustibles fósiles es actualmente el impulsor de la mayoría de las actividades humanas. Sin embargo, los grandes costos son: el daño al medio ambiente, dependencia a fuentes externas, conflictos geopolíticos. Como una posible solución se han propuesto fuentes alternas basadas en el uso del Sol, el viento, el calor de la tierra, las corrientes marinas, entre otras. Estas fuentes tienen un carácter intermitente por tal motivo, es necesario utilizar un vector energético como el hidrógeno para poder almacenar de manera química la energía generada. La electrólisis es un proceso por el cual, por medio de reacciones electro-catalíticas en una celda electroquímica, el agua se separa en hidrógeno y oxígeno. Los electrolizadores están conformados por un ánodo, un cátodo y un electrolito, y de acuerdo a la naturaleza de este, es como se clasifican dichos dispositivos. En este proyecto se trabaja con electrolizadores de membrana de intercambio de protones, conocidos como electrolizadores PEM-WE (protón exchange membrane water electrolyzer). Se analizan diferentes arquitecturas de campos de flujo con la finalidad de encontrar las menores caídas de presión y disminuir el acumulamiento de los gases producidos dentro de los canales de los platos bipolares. El análisis se ha realizado por medio de simulaciones de flujo con el programa ANSYS FLUENT utilizando el modelo de elemento finito. Se han propuesto distintas topologías y de acuerdo a los resultados obtenidos, se han maquinado algunos platos para realizar pruebas de laboratorio. Los campos de flujo tuvieron un área de electrodo de 25 cm2 (5x5 cm).