Thesis Evaluación experimental de un sistema fotocatalítico de producción de hidrógeno verde
Date
2023-03
Authors
Vial Galleguillos, Rocío Belén
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Abstract
El panorama energético del último siglo se ha sustentado en una histórica dependencia de los combustibles fósiles como principal fuente de energía, lo que ha provocado graves repercusiones medioambientales a una escala global. Es así como la búsqueda de nuevos vectores energéticos renovables y abundantes, es fundamental para brindar un desarrollo energético compatible con los requerimientos mundiales y que, a su vez, logre impulsar una pronta transición en vías de mitigar la crisis climática. Una alternativa que ha captado la atención de los investigadores es la producción de hidrógeno mediante fotocatálisis del agua, la que, si bien resulta ser una opción prometedora dado a su naturaleza renovable, aún presenta una gran cantidad de desafíos que dificultan su implementación a una escala industrial.
En marco del proyecto FONDAP "Solar Energy Research Center (SERC-Chile)" N°15110019, se desarrolló la evaluación experimental de un sistema fotocatalítico para la producción de hidrógeno verde. Por medio de una exhaustiva revisión bibliográfica, se definieron las principales variables y factores determinantes para el diseño de configuraciones experimentales basadas en la disociación fotocatalítica del agua para producción de hidrógeno. A partir de ello, se implementó un sistema de iluminación apto para el set-up propuesto, el que se conformó por una fuente de luz de espectro de luz visible y una irradiancia total promedio de 267,4 [Wm-2].
Asimismo, se diseñó un sistema de agitación mecánica que logró otorgar un funcionamiento estable e ininterrumpido, favoreciendo la reducción del efecto de sedimentación y acumulación de partículas para un líquido con material en suspensión. Adicionalmente, por medio de pruebas experimentales con un electrolizador PEM, se desarrolló un sistema de recuperación de hidrógeno verde a través de una metodología de arrastre con nitrógeno, donde se evaluó el comportamiento de salida de hidrógeno para dos configuraciones experimentales diferentes.
Por consiguiente, a partir de una propuesta de producción de hidrógeno fotocatalítico con bases en la disociación parcial de la molécula de agua, se efectuó la puesta en marcha de la integración de los sistemas propuestos, donde para un tiempo de experimentación dado, se logró detectar la presencia de hidrógeno en un volumen determinado de acumulación de gas. Finalmente, se exponen recomendaciones y oportunidades de mejora, con el objetivo de favorecer las condiciones operativas del sistema propuesto en un futuro.
Description
Keywords
HIDROGENO VERDE , FOTOCATALISIS , ENERGIA RENOVABLE
