Proyecto de Graduación
Diseño de prototipo experimental para extracción de hidrógeno, a través del proceso de electrólisis
Autor
Winder Adilio Matamoros Portillo
Resumen
En algunas zonas cafetaleras del país donde no hay servicios de electricidad, es muy común el uso de generadores de energía eléctrica, así como también bombas de agua, entre otro instrumentos que usan como principal combustible la gasolina, en la mayoría de ocasiones los puntos de distribución de este combustible están situados a grandes distancias por lo que puede causar retrasos en el proceso de limpieza del producto, y en casos de climas lluviosos se es imposible el acceso a estos puntos de distribución, debido al deterioro de las carreteras de estas zonas.
La sustitución de combustibles fósiles puede realizarse a través de un elemento altamente inflamable, y ampliamente abundante en la naturaleza en forma de compuesto, pero que no se encuentra en forma gaseosa naturalmente, el hidrógeno, por lo que existen distintas formas de extraerlo, como ser, por reformado de Hidrocarburos, electrolisis del agua, siendo esta ultima una de las formas más ecológicas para extraerlo.
Para separar el compuesto de hidrógeno del agua en necesario aplicar un voltaje de ruptura, por lo que es necesario calcularlo, y entre más voltaje se es aplicado mejor fue producción del compuesto, por lo que se comprobó la producción del hidrógeno a diferentes voltajes. Para controlar el voltaje se diseñó un circuito impreso, el cual alimento a la celda de hidrógeno, y es siguiente paso fue diseñar la estructura que fue utilizada para generar Hidrógeno. Diseñada esta última se comprobó con la ayuda del programa Crocodile Chemestry como afectaba cada electrodo y electrolito en la reacción. Para verificar la veracidad del programa se construyó un prototipo pequeño y se controló utilizando el microcontrolador Arduino y una interfaz al usuario, diseñada en Visual Studio, la cual permitió observar distintas variables In some coffee-growing areas of the country where there are no electricity services, the use of electric power generators is very common, as well as water pumps, among other instruments that use gasoline as the main fuel, in most cases the points The distribution points for this fuel are located at great distances, which can cause delays in the product cleaning process, and in cases of rainy climates, access to these distribution points is impossible, due to the deterioration of the roads in these areas. .
The substitution of fossil fuels can be done through a highly flammable element, and widely abundant in nature in the form of a compound, but which is not naturally found in gaseous form, hydrogen, so there are different ways of extracting it, such as , by reforming Hydrocarbons, electrolysis of water, the latter being one of the most ecological ways to extract it.
To separate the hydrogen compound from the water, it is necessary to apply a breakdown voltage, so it is necessary to calculate it, and the more voltage is applied, the better the production of the compound, so the production of hydrogen at different voltages was verified. To control the voltage, a printed circuit was designed, which fed the hydrogen cell, and the next step was to design the structure that was used to generate Hydrogen. Once the latter was designed, it was verified with the help of the Crocodile Chemistry program how each electrode and electrolyte affected the reaction. To verify the veracity of the program, a small prototype was built and controlled using the Arduino microcontroller and a user interface, designed in Visual Studio, which allowed observing different variables.