Diseño, caracterización y construcción de una celda de electrólisis alcalina para incrementar la eficiencia de producción de hidrógeno a partir de energía solar

The main goal of this project is to manufacture a dry electrolysis cell with a 40 % KOH electrolyte solution powered by a solar photovoltaic cell. The article “Thermal characterization of an alkaline electrolysis cell for hydrogen” was the theoretical base of this project. One of the expected result...

Full description

Autores:
Riccioli Mendoza, Mauricio José
Echenique Espinosa, Ronald David
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad Antonio Nariño
Repositorio:
Repositorio UAN
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uan.edu.co:123456789/6876
Acceso en línea:
http://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/6876
Palabra clave:
Hidrogeno
Construcción de celda
Energía solar
Electrolisis alcalina
Hydrogen
Cell construction
Solar energy
Alkaline electrolysis
Rights
openAccess
License
Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0)
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description The main goal of this project is to manufacture a dry electrolysis cell with a 40 % KOH electrolyte solution powered by a solar photovoltaic cell. The article “Thermal characterization of an alkaline electrolysis cell for hydrogen” was the theoretical base of this project. One of the expected results of the undertaken experiments is to increase the hydrogen volume against the previously analyzed cell reported in the article base. To improve the results, we reduced the distance between the cell electrodes from 3 mm to 1 mm, and we used better materials for its construction. Furthermore, experimental tests were performed, and the results obtained were compared with the base article results, validating an increase of 36.5 % in hydrogen generation experimentally.
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[2] A. C. Christiansen, “New renewable energy developments and the climate change issue: A case study of Norwegian politics,” Energy Policy, vol. 30, no. 3, pp. 235–243, 2002, doi: 10.1016/S0301-4215(01)00088-X.
[3] A. Lache Muñoz, “Producción de hidrógeno a partir de energía solar. Panorama en Colombia Hydrogen Production from Solar Energy. The Overview in Colombia,” pp. 95– 111, 2015, [Online]. Available: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5179412
[4] A. P. Priego and Á. A. Vargas, “Aprovechamiento de recursos energéticos renovables no integrables en la red eléctrica. El caso de la producción de hidrógeno,” Esc. Técnica Super. Ing. Sevilla, 2009.
[5] J. Chi and H. Yu, “Water electrolysis based on renewable energy for hydrogen production,” Cuihua Xuebao/Chinese J. Catal., vol. 39, no. 3, pp. 390–394, 2018, doi: 10.1016/S1872-2067(17)62949-8.
[6] Congreso de Colombia, “Ley 2099,” no. 2099, pp. 1–25, 2021.
[1] A. Aslani, M. Naaranoja, and K. F. V. Wong, “Strategic analysis of diffusion of renewable energy in the Nordic countries,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 22, pp. 497–505, 2013, doi: 10.1016/j.rser.2013.01.060.
[2] A. C. Christiansen, “New renewable energy developments and the climate change issue: A case study of Norwegian politics,” Energy Policy, vol. 30, no. 3, pp. 235–243, 2002, doi: 10.1016/S0301-4215(01)00088-X.
[3] A. Lache Muñoz, “Producción de hidrógeno a partir de energía solar. Panorama en Colombia Hydrogen Production from Solar Energy. The Overview in Colombia,” pp. 95–111, 2015, [Online]. Available: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5179412
[4] A. P. Priego and Á. A. Vargas, “Aprovechamiento de recursos energéticos renovables no integrables en la red eléctrica. El caso de la producción de hidrógeno,” Esc. Técnica Super. Ing. Sevilla, 2009.
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[3] A. Lache Muñoz, “Producción de hidrógeno a partir de energía solar. Panorama en Colombia Hydrogen Production from Solar Energy. The Overview in Colombia,” pp. 95– 111, 2015, [Online]. Available: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5179412
[4] A. P. Priego and Á. A. Vargas, “Aprovechamiento de recursos energéticos renovables no integrables en la red eléctrica. El caso de la producción de hidrógeno,” Esc. Técnica Super. Ing. Sevilla, 2009.
[5] J. Chi and H. Yu, “Water electrolysis based on renewable energy for hydrogen production,” Cuihua Xuebao/Chinese J. Catal., vol. 39, no. 3, pp. 390–394, 2018, doi: 10.1016/S1872-2067(17)62949-8.
[6] Congreso de Colombia, “Ley 2099,” no. 2099, pp. 1–25, 2021.
[1] A. Aslani, M. Naaranoja, and K. F. V. Wong, “Strategic analysis of diffusion of renewable energy in the Nordic countries,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 22, pp. 497–505, 2013, doi: 10.1016/j.rser.2013.01.060.
[2] A. C. Christiansen, “New renewable energy developments and the climate change issue: A case study of Norwegian politics,” Energy Policy, vol. 30, no. 3, pp. 235–243, 2002, doi: 10.1016/S0301-4215(01)00088-X.
[3] A. Lache Muñoz, “Producción de hidrógeno a partir de energía solar. Panorama en Colombia Hydrogen Production from Solar Energy. The Overview in Colombia,” pp. 95–111, 2015, [Online]. Available: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5179412
[4] A. P. Priego and Á. A. Vargas, “Aprovechamiento de recursos energéticos renovables no integrables en la red eléctrica. El caso de la producción de hidrógeno,” Esc. Técnica Super. Ing. Sevilla, 2009.
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Panorama en Colombia Hydrogen Production from Solar Energy. The Overview in Colombia,” pp. 95– 111, 2015, [Online]. Available: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5179412[4] A. P. Priego and Á. A. Vargas, “Aprovechamiento de recursos energéticos renovables no integrables en la red eléctrica. El caso de la producción de hidrógeno,” Esc. Técnica Super. Ing. Sevilla, 2009.[5] J. Chi and H. Yu, “Water electrolysis based on renewable energy for hydrogen production,” Cuihua Xuebao/Chinese J. Catal., vol. 39, no. 3, pp. 390–394, 2018, doi: 10.1016/S1872-2067(17)62949-8.[6] Congreso de Colombia, “Ley 2099,” no. 2099, pp. 1–25, 2021.[1] A. Aslani, M. Naaranoja, and K. F. V. Wong, “Strategic analysis of diffusion of renewable energy in the Nordic countries,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 22, pp. 497–505, 2013, doi: 10.1016/j.rser.2013.01.060.[2] A. C. Christiansen, “New renewable energy developments and the climate change issue: A case study of Norwegian politics,” Energy Policy, vol. 30, no. 3, pp. 235–243, 2002, doi: 10.1016/S0301-4215(01)00088-X.[3] A. Lache Muñoz, “Producción de hidrógeno a partir de energía solar. Panorama en Colombia Hydrogen Production from Solar Energy. The Overview in Colombia,” pp. 95–111, 2015, [Online]. Available: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5179412[4] A. P. Priego and Á. A. Vargas, “Aprovechamiento de recursos energéticos renovables no integrables en la red eléctrica. El caso de la producción de hidrógeno,” Esc. Técnica Super. Ing. Sevilla, 2009.instname:Universidad Antonio Nariñoreponame:Repositorio Institucional UANrepourl:https://repositorio.uan.edu.co/The main goal of this project is to manufacture a dry electrolysis cell with a 40 % KOH electrolyte solution powered by a solar photovoltaic cell. The article “Thermal characterization of an alkaline electrolysis cell for hydrogen” was the theoretical base of this project. One of the expected results of the undertaken experiments is to increase the hydrogen volume against the previously analyzed cell reported in the article base. To improve the results, we reduced the distance between the cell electrodes from 3 mm to 1 mm, and we used better materials for its construction. Furthermore, experimental tests were performed, and the results obtained were compared with the base article results, validating an increase of 36.5 % in hydrogen generation experimentally.El objetivo de este proyecto consiste en la construcción de una celda de electrólisis alcalina, con solución electrolítica al 40 % de KOH y alimentación de energía por medio de un panel solar fotovoltaico, que pueda incrementar el volumen de hidrógeno generado por las celdas estudiadas en el artículo base (“Thermal characterization of an alkaline electrolysis cell for hydrogen”). Buscando el incremento en la eficiencia del sistema y en la producción de un mayor volumen de hidrógeno al generado por la celda con configuración de 3 mm. Para lograrlo se redujo la distancia entre los electrodos de la celda de 3 mm a 1 mm y se utilizaron mejores materiales para su construcción. Asimismo, se ejecutaron pruebas experimentales y los resultados obtenidos se compararon con la celda estudiada en el artículo base, validando experimentalmente un incremento del 36.5 % en la producción de hidrógeno.Ingeniero(a) Electrónico(a)PregradoPresencialMonografíaspaUniversidad Antonio NariñoIngeniería ElectrónicaFacultad de Ingeniería Mecánica, Electrónica y BiomédicaCartagenaHidrogenoConstrucción de celdaEnergía solarElectrolisis alcalinaHydrogenCell constructionSolar energyAlkaline electrolysisDiseño, caracterización y construcción de una celda de electrólisis alcalina para incrementar la eficiencia de producción de hidrógeno a partir de energía solarTrabajo de grado (Pregrado y/o Especialización)http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85GeneralORIGINAL2022_MauricioJoséRiccioliMendoza2022_MauricioJoséRiccioliMendozaMonografíaapplication/pdf2409211https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/6ec0af32-da95-40f1-9b3e-e1e56bfee5a4/downloada6fe54705aeee69867874dcf67dd6b28MD512022_MauricioJoséRiccioliMendoza_Autorizacion2022_MauricioJoséRiccioliMendoza_AutorizacionAutorización de autoresapplication/pdf1121411https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/9e26b36a-4829-4e0a-a3a8-9780ccfd039d/downloadf6f5cfae4ad5ad585b95d5cc9c8b79fdMD532022_MauricioJoséRiccioliMendoza_Acta2022_MauricioJoséRiccioliMendoza_ActaActa de sustentaciónapplication/pdf233904https://repositorio.uan.edu.co/bitstreams/73e6f8a7-06fa-4cda-b087-c0d4bb2b25a5/downloadf08085028997a07c193afd158453fc95MD54123456789/6876oai:repositorio.uan.edu.co:123456789/68762024-10-09 22:39:52.96https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Acceso abiertoopen.accesshttps://repositorio.uan.edu.coRepositorio Institucional UANalertas.repositorio@uan.edu.co