Modelado de electrolizador de agua PEM utilizado en la producción de hidrógeno verde

Abstract

El cambio climático ha llevado a la sociedad a replantearse la forma en que generamos y utilizamos energía. La transición energética está en marcha, y el hidrógeno verde, obtenido mediante la electrólisis de agua, se presenta como una alternativa prometedora para la descarbonización de la atmósfera. En este trabajo, se examina en detalle la producción de hidrógeno mediante la electrólisis de membrana intercambiadora de protones (PEME), comparando modelos de distintos niveles de complejidad y precisión que buscan simular este proceso. El objetivo final es desarrollar un manual o guía que ayude a investigadores y profesionales a seleccionar un modelo que se ajuste a sus necesidades y recursos disponibles. Las bases teóricas sobre el proceso de electrólisis de agua con dispositivos PEM se presentan en el capítulo 2. Se exponen los tipos de modelos desarrollados en la literatura, la manera de obtener los términos de la característica estática propuesta por distintos autores, y se describen los parámetros involucrados. El capítulo 3 especifica los pasos a seguir en la implementación y posterior comparación de los modelos. Inicialmente, se escogen seis modelos, con el objetivo de abarcar los más frecuentemente citados en la literatura. Posteriormente, se establecen las condiciones de operación en las que se validan los comportamientos de los modelos, se describen las metodologías de caracterización de cada uno, y se detallan las pruebas y criterios que se utilizarán para compararación. Finalmente, en los capítulos 4 y 5, se lleva a cabo la metodología descrita en el capítulo 3 utilizando datos reales de electrolizadores obtenidos de publicaciones científicas. Se analizan y contrastan los resultados, haciendo particular énfasis en las diferencias en términos de precisión y complejidad.