Impacto de la Profundidad del Canal Serpentino del Ánodo en el Rendimiento de una Celda de Electrólisis de Metanol
Autores: Meca, Vladimir L.; Posada, Elena; Villalba-Herreros, Antonio; d"Amore-Domenech, Rafael; Leo, Teresa J.; Santiago, Óscar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Impacto de la Profundidad del Canal Serpentino del Ánodo en el Rendimiento de una Celda de Electrólisis de Metanol
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Efecto
ánodo
Profundidad del canal serpentino
Celdas de electrólisis de metanol
Celdas de combustible de metanol directo
Rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo aborda por primera vez el efecto de la profundidad del canal serpentino del ánodo en las Celdas de Electrólisis de Metanol (MEC) y las Celdas de Combustible de Metanol Directo (DMFC) para mejorar el rendimiento de ambos dispositivos. Se diseñan y prueban placas de ánodo con campos de flujo serpentino de 0.5 mm, 1.0 mm y 1.5 mm de profundidad en celdas individuales para comparar su comportamiento. El rendimiento se evaluó a través de la transferencia de metanol, la polarización y las curvas de densidad de potencia. Los resultados sugieren que los canales más superficiales mejoran la eficiencia de transferencia de masa, reduciendo el consumo de energía de la MEC para la producción de hidrógeno a 40 mAcm-2 en un 4.2%, pero aumentando la transferencia de metanol en un 30.3%. Los hallazgos de este estudio indican que 1.0 mm es la mejor profundidad entre las estudiadas para una MEC con 16 cm2 de área activa, mientras que 0.5 mm es la mejor para una DMFC con la misma área, con un aumento en la densidad de potencia máxima del 14.2%. La diferencia en los resultados para ambos dispositivos se atribuye a una mayor producción de CO2 en la MEC debido a su operación a mayor densidad de corriente. Esta mayor producción de CO2 altera el flujo bifásico del ánodo, obstaculizando parcialmente la reacción de oxidación del metanol con canales más superficiales. Estos hallazgos subrayan el papel crítico de la profundidad del canal en la eficiencia de las celdas individuales de MEC y DMFC.
Descripción
Este trabajo aborda por primera vez el efecto de la profundidad del canal serpentino del ánodo en las Celdas de Electrólisis de Metanol (MEC) y las Celdas de Combustible de Metanol Directo (DMFC) para mejorar el rendimiento de ambos dispositivos. Se diseñan y prueban placas de ánodo con campos de flujo serpentino de 0.5 mm, 1.0 mm y 1.5 mm de profundidad en celdas individuales para comparar su comportamiento. El rendimiento se evaluó a través de la transferencia de metanol, la polarización y las curvas de densidad de potencia. Los resultados sugieren que los canales más superficiales mejoran la eficiencia de transferencia de masa, reduciendo el consumo de energía de la MEC para la producción de hidrógeno a 40 mAcm-2 en un 4.2%, pero aumentando la transferencia de metanol en un 30.3%. Los hallazgos de este estudio indican que 1.0 mm es la mejor profundidad entre las estudiadas para una MEC con 16 cm2 de área activa, mientras que 0.5 mm es la mejor para una DMFC con la misma área, con un aumento en la densidad de potencia máxima del 14.2%. La diferencia en los resultados para ambos dispositivos se atribuye a una mayor producción de CO2 en la MEC debido a su operación a mayor densidad de corriente. Esta mayor producción de CO2 altera el flujo bifásico del ánodo, obstaculizando parcialmente la reacción de oxidación del metanol con canales más superficiales. Estos hallazgos subrayan el papel crítico de la profundidad del canal en la eficiencia de las celdas individuales de MEC y DMFC.