Hidrogeno Electrolitico

Páginas: 12 (2939 palabras) Publicado: 27 de mayo de 2012
PRODUCCIÓN ELECTROLÍTICA DE HIDROGENO

JORGE LUIS QUINTERO RAMÍREZ

PROFESOR
JORGE CALDERÓN

INGENIERIA ELECTROQUIMICA

UNIVERSIDDA DE ANTIOQUIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
MEDELLIN
2010
INTRODUCCIÓN
La Reacción de Desprendimiento de Hidrogeno (RDH) jugó un papel histórico dentro del surgimiento de la Electroquímica, ya que fue la primera reacción electroquímica estudiada después de lapila de Volta y por lo tanto es uno de los procesos electródicos más estudiados hasta el presente y su interés es tanto académico como tecnológico. Desde el punto de vista académico es considerada como una reacción prototipo para el estudio de la cinética electroquímica y de la catálisis de reacciones que ocurren en múltiples etapas. El conocimiento de la cinética y mecanismo por el cual estareacción ocurre, permite una sistematización del conocimiento sobre las propiedades catalíticas de los metales. Desde el punto de vista tecnológico, es importante porque está presente en varios procesos industriales, como por ejemplo: la producción de H2 puro por electrolisis del agua; la generación de H2 en la producción de cloro-sosa, la oxidación electroquímica de H2 en celdas de combustiblesH2/aire ó H2/O2; el desprendimiento de H2 en los procesos de corrosión, entre otros.
Electrolisis del Agua
La celda electrolítica consiste básicamente en dos electrodos separados mediante un diafragma de asbestos impermeable a los gases. Para aumentar la conductividad del electrolito se disuelve en el mismo hidróxido del 20-30%. La electrolisis se lleva a cabo a temperaturas entre 80-85 ºC.
Eloxígeno se produce en el ánodo e hidrógeno en el cátodo:
ÁNODO: 2 OH- → H2O + 1/2 O2 + 2e-
CÁTODO: 2H2O + 2e → H2 + 2 OH-
REACCIÓN GLOBAL: H2O → H2 + 1/2O2 
El agua pesada, D2O, se produce como subproducto durante la electrolisis. Este proceso constituye sólo un 4% de la producción de hidrógeno, aunque la pureza es mayor del 99%
La tecnología del hidrogeno.
Por el creciente desarrolloindustrial y el avance tecnológico alcanzado en las últimas décadas, se ha originado un problema preocupante por el aumento de la demanda de energía y por los altos índices de contaminación ambiental. Junto a esto, está presente el agotamiento de los combustibles fósiles. Todo esto ha incentivado la búsqueda de fuentes energéticas alternativas no contaminantes, que puedan disminuir el consumo depetróleo y los altos costos de la energía.
Para que la obtención de hidrógeno por electrolisis se torne un proceso ventajoso con relación a otras alternativas, es imprescindible que el precio del H2 en el mercado sea competitivo. Actualmente la producción industrial de H2 se lleva a cabo por la transformación de los combustibles fósiles, principalmente el gas natural. Como contiene grandes cantidadesde CO2, es utilizado para la producción de fertilizantes y en la industria del petróleo. Pero la conciencia internacional al respecto de los combustibles fósiles y al medio ambiente ha dirigido la atención al H2 electrolítico. En la actualidad, se están realizando esfuerzos considerables por la reducción del costo de este proceso. Para países con una alta producción de energía hidroeléctrica, laelectrolisis del agua, es una forma muy económica para obtener H2, particularmente en los horarios de baja demanda de electricidad.
CONFIGURACIÓN DE LA CELDA.
Celdas unipolares
Los electrolizadores comerciales pueden clasificarse en 2 tipos: unipolares y bipolares. Los unipolares consisten en ánodos y cátodos aislados unos de otros por separadores, usualmente de asbesto, introducidos en KOH al28% a 60-80o C, por donde se pasa una corriente de 135 mA/cm2. En esta celda, cada electrodo tiene la misma polaridad en ambas superficies y ocurre un solo proceso, esto es, el desprendimiento de H2 ó O2. Una misma celda contiene varios electrodos, conectándose los cátodos y los ánodos en paralelo. Así, el voltaje total será el del par ánodo/cátodo siendo esencialmente del orden de 1,7-2,0 V....
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