Thesis Diseño e implementación de un reactor fotocatalítico para la producción de hidrógeno verde
Date
2022-09
Authors
Evensen Astorga, Cristóbal Andrés
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Abstract
El hidrógeno verde es una alternativa que ha tomado fuerza en los últimos años para combatir el
calentamiento global mediante la descarbonización. Para su obtención, la electrólisis del agua a
partir de paneles fotovoltaicos o energía eólica son actualmente los métodos más desarrollados,
aunque ninguno de estos es quizás tan prometedor como la fotocatálisis para disociación del
agua, donde se utiliza la luz del sol de manera directa para obtener hidrógeno. Pese a esto, su
desarrollo se ha visto estancado por limitaciones en las características de los materiales, y su
producción a gran escala aún no es viable, existiendo varias líneas de investigación enfocadas en
resolver sus problemas fundamentales.
En el marco del proyecto FONDAP SERC-Chile, se realizó el diseño e implementación de un
reactor fotocatalítico experimental tipo batch para generación de hidrógeno a partir de la
disociación parcial del agua, con tal de posibilitar la apertura de líneas de investigación en el
Laboratorio de Energías Renovables UTFSM. A través de una revisión bibliográfica, se
consideraron los factores más importantes a tener en cuenta para su diseño, donde la geometría,
los materiales, la iluminación y la disposición del fotocatalizador juegan cada uno un papel
fundamental.
A partir de los planos y diseños CAD generados, se construyó un fotorreactor cilíndrico de acero
inoxidable con una ventana de acrílico de 205 [mm] de diámetro, que se montó sobre un agitador
magnético para mantener fotocatalizador particulado en suspensión en una solución acuosa. Se
instaló un sistema de iluminación formado por lámparas de xenón HID y una pantalla cónica
concentradora de luz con altura ajustable, logrando iluminar la cámara de reacción con luz
visible y ultravioleta con una irradiancia ponderada máxima de 267,5 [W m-2
]. A partir de las
pruebas de puesta en marcha realizadas, se consideraron modificaciones y recomendaciones para
su uso en el futuro.
Description
Keywords
ENERGIA SOLAR , FOTOCATÁLISIS , FOTORREACTOR , HIDRÓGENO VERDE
