Electrolisis del agua

Metodo de producción de “hidrogeno verde

El hidrogeno producido por electrolisis del agua con energía renovable se trata de hidrogeno mas verde o con menos producción de CO2

Por todos es sabido que la producción de hidrogeno mediante la electrolisis del H2O es uno de los métodos de obtención más respetuosos con el medio ambiente.

La electrolisis del agua consiste en la descomposición del agua en sus elementos constituyentes, es decir, hidrogeno y oxigeno molecular. Para dicha descomposición es necesario aportar cierta energía, bien en forma de calor, bien como energía eléctrica. Una vez obtenido el combustible (hidrogeno) podemos consumirlo en una pila de combustible para generar electricidad y calor como subproducto principal.

En la generación de hidrogeno no podemos pretender  que sea mayor la cantidad de energía almacenada en forma de hidrogeno que la aportada contradiciendo la termodinámica. Por este motivo, la generación de hidrogeno solo es rentable mediante electrolisis obteniendo energía por medios renovables.

Para descomponer el agua en sus elementos constituyentes solo es necesario aportar 285 Kj/kmol de H2O, aunque la energía eléctrica necesaria es menor debido al aporte del sistema en forma de calor. La energía eléctrica para la electrolisis del agua es de 237 kJ/kmol.

Las reacciones electroquímicas dependen del tipo de electrolito empleado para migrar los electrones, por lo tanto se diferencia la electrolisis acida y la básica, migrando H+ y OH- respectivamente.

 

Esquema funcionamiento de pila de combustible de intercambio protonico PEM

Esquema funcionamiento de pila de combustible de intercambio anionico SOFC

 

Imagenes al microscopio electronico SEM de electrolito de oxido solido

Electrolito electrolizador

Electrolito electrolizador

 

Recordemos que según el esquema en el ánodo se lleva a cabo la reacción de oxidación donde se ceden electrones, mientras en el cátodo se toman electrones y por lo tanto estamos en la semireacción de reducción.

Eficiencia del procesos de electrolisis del agua

Podemos definir la eficiencia del proceso de electrolisis por medio de varios coeficientes, uno de los mas empleados y significativos es el de eficiencia energética. Este coeficiente es la relación entre el poder calorífico del producto obtenido entre la energía consumida.

Eficiencia = Calor al quemar hidrogeno / energía empleada en generarlo

Los rendimientos habituales en este tipo de sistemas giran torno al 60% llegan incluso hasta el 90% en pilas de tipo PEM de elevada eficiencia.

El consumo especifico suele ser otro indicador muy útil a la hora de tratar el tema de la generación del hidrogeno mediante electrolisis del agua. Suele estar en torno a los 4,5 kWh/g H2. Esto hace que solo se pueda competir en precio frente al reformado de gas natural mediante electrolisis cuando empleamos electricidad muy barata de origen renovable.

Existen otros medios de producción de hidrogeno mediante electrolisis que trataremos en otros post.

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