Un análisis de los factores conceptuales y funcionales que afectan la efectividad de la electrólisis del agua con membrana de intercambio protónico
Autores: AlZohbi, Gaydaa
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un análisis de los factores conceptuales y funcionales que afectan la efectividad de la electrólisis del agua con membrana de intercambio protónico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Hidrógeno
Electrólisis del agua
Sistema PEMWE
Hidrógeno verde
Conductibilidad de protones
Electrocatalizadores
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
El hidrógeno tiene el potencial de descarbonizar los sectores energético e industrial en el futuro, principalmente si se genera mediante electrólisis del agua. El sistema de electrólisis del agua con membrana de intercambio de protones (PEMWE) se considera una tecnología propicia para producir hidrógeno verde a partir de agua utilizando energía suministrada por fuentes de energía renovables. Ofrece muchos beneficios, como alto rendimiento, alta conductibilidad de protones, rápida respuesta, tamaño compacto y baja temperatura de trabajo. Muchos parámetros conceptuales y funcionales influyen en la efectividad del PEM, incluyendo la temperatura, la presión de las regiones del ánodo y cátodo, el contenido de agua y el ancho de la capa, así como la densidad de corriente de intercambio en el cátodo y el ánodo. Además, la media reacción anódica (conocida como la reacción de evolución de oxígeno (OER)) y la media reacción catódica (conocida como la reacción de evolución de hidrógeno (HER)) desempeñan una función importante en el desarrollo del PEMWE. El presente estudio tiene como objetivo presentar estos parámetros y discutir sus impactos en el rendimiento del PEM. También se presenta la eficiencia del PEM. Se destacan los diferentes métodos utilizados para mejorar la dispersión de los electrocatalizadores de OER y minimizar la carga del catalizador para reducir el costo del PEMWE. Además, se revisan y presentan los metales nobles alternativos que podrían utilizarse como electrocatalizadores en HER y OER para minimizar el costo del PEM.
Descripción
El hidrógeno tiene el potencial de descarbonizar los sectores energético e industrial en el futuro, principalmente si se genera mediante electrólisis del agua. El sistema de electrólisis del agua con membrana de intercambio de protones (PEMWE) se considera una tecnología propicia para producir hidrógeno verde a partir de agua utilizando energía suministrada por fuentes de energía renovables. Ofrece muchos beneficios, como alto rendimiento, alta conductibilidad de protones, rápida respuesta, tamaño compacto y baja temperatura de trabajo. Muchos parámetros conceptuales y funcionales influyen en la efectividad del PEM, incluyendo la temperatura, la presión de las regiones del ánodo y cátodo, el contenido de agua y el ancho de la capa, así como la densidad de corriente de intercambio en el cátodo y el ánodo. Además, la media reacción anódica (conocida como la reacción de evolución de oxígeno (OER)) y la media reacción catódica (conocida como la reacción de evolución de hidrógeno (HER)) desempeñan una función importante en el desarrollo del PEMWE. El presente estudio tiene como objetivo presentar estos parámetros y discutir sus impactos en el rendimiento del PEM. También se presenta la eficiencia del PEM. Se destacan los diferentes métodos utilizados para mejorar la dispersión de los electrocatalizadores de OER y minimizar la carga del catalizador para reducir el costo del PEMWE. Además, se revisan y presentan los metales nobles alternativos que podrían utilizarse como electrocatalizadores en HER y OER para minimizar el costo del PEM.