Efectos de la membrana en el voltamograma de barrido lineal obtenido con un electrolizador de agua alcalina con un catalizador de ánodo de FeNiO₄ y un catalizador de cátodo de FeNiCo en KOH 1 M a 60 °C
Efecto de la membrana en un electrolizador de agua alcalina con un catalizador de ánodo de FeNiO₄ y un catalizador de cátodo de FeNiCo en KOH 1 M a 60 °C, con una corriente constante de 1 A/cm². La membrana Fumasep falló tras 200 horas.
Descripción
Este electrolizador de agua alcalina presenta un rendimiento récord, ya que incorpora membranas de intercambio aniónico Sustainion®
- Funciona a corrientes elevadas: 1 A/cm² a unos 1,9 V a 60 °C en KOH 1 M en flujo continuo.
- No requiere metales preciosos.
- El electrolizador se puede encender y apagar rápidamente.
- El diseño del electrolizador permite sustituir los electrolizadores PEM por electrolizadores de agua alcalina y obtener un rendimiento similar.
Instrucciones de uso
Configuración inicial de la célula del electrolizador de agua alcalina DM
- Configuración del sistema (recomendada)
Normalmente, la configuración del sistema utiliza una bomba peristáltica para dosificar una solución de KOH 1 M que se distribuye de manera uniforme tanto al ánodo como al cátodo desde un depósito de solución común con dos sistemas de separación de gases independientes (Figura 1). El caudal total de la bomba es de unos 3 ml/min. Se recomienda utilizar un tubo de PTFE de 1/8” de diámetro exterior y 1/16” de diámetro interior. La longitud de los tubos tras la división en las dos corrientes que se dirigen a los dos compartimentos de electrodos debe ser de al menos 8 pulgadas (20 cm) a cada lado, con el fin de reducir la cantidad de fuga de corriente (o corriente de derivación) entre el ánodo y el cátodo. Las corrientes de líquido de salida con gases procedentes de los dos compartimentos de electrodos se dirigen por separado al separador de gases, lo que permite que el líquido caiga en secciones separadas, de modo que los dos gases producidos no se mezclen entre sí. Al mismo tiempo, el separador de gases actúa también como interruptor de corriente. - Conexiones
de fluidos Los puertos de entrada y salida de fluido se encuentran en el centro de la célula (Figura 2). Conecte el tubo de PTFE (1/8” de diámetro exterior) desde la bomba al racor de compresión (n.º 6) situado en la parte inferior; conecte otro tubo de PTFE (1/8” de diámetro exterior) desde el separador de gases al racor de compresión (n.º 6) de la parte superior; y apriete la tuerca con los dedos. Repita este procedimiento en el otro lado de la célula. - Conexiones
eléctricas Localice el orificio roscado para la conexión de los cables en la parte superior de la célula (orificio pasante más pequeño con rosca 8-32). A continuación, conecte el terminal de anillo con el tornillo de cabeza redonda Phillips (n.º 9). Siga este mismo procedimiento tanto para el ánodo como para el cátodo.
Figura 1. Montaje del electrolizador
Figura 2. Esquema de la célula de 5 cm²
Pruebas y funcionamiento de la célula
Comience a bombear una solución de KOH 1 M desde la conexión inferior del depósito de solución y el separador de gases a un caudal de 3 ml/min, que se divide en dos corrientes: una que va a la entrada de la cámara del ánodo y otra a la cámara del cátodo. A continuación, comience a calentar la célula encendiendo el controlador de temperatura y ajustándolo a 60 °C (los calentadores se venden por separado), y mantenga la temperatura a 60 °C durante al menos 30 minutos antes de aplicar corriente. Conecte el cable eléctrico del ánodo (rojo) y el del cátodo (negro) a las conexiones positiva y negativa, respectivamente, de la fuente de alimentación mediante cables eléctricos (no incluidos). Ajuste la tensión de la fuente de alimentación a 2,2 V y comience a aumentar lentamente la corriente hasta alcanzar un valor de 5 A (1 A/cm²). La corriente de la célula alcanzará los 5 A deseados en unos minutos u horas, dependiendo de la membrana celular y del acondicionamiento de los electrodos. Las pruebas también pueden realizarse con un potenciostato, pero las conexiones dependen del protocolo de ensayo.
