DESEMPEÑO DE UN ELECTROLIZADOR ALCALINO CONVENCIONAL CON ELECTRODOS DE Ni-Nb2O5 EN SOLUCIONES SALINAS ALCALINIZADAS

MELISA J. GOMEZ; NADIA B. YSEA; TERESITA HUMANA; JUAN M. ARIZTIZABAL ; JONATÁN E. BORJA ZALAZAR ; NAHIARA CADI HERNANDEZ; DANIEL M. OLMI ; ESTEBAN A. FRANCESCHINI; GABRIELA I. LACCONI,

El Calafate

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica (CAFQI2023); 2023

Asociación Argentina de Investigaciones Fisicoquímicas

IntroducciónActualmente, la electrólisis del agua en medio alcalino constituye una vía de producción de hidrógeno a gran escala que se realiza a un costo elevado. Para aumentar la rentabilidad de la producción de hidrógeno electrolítico, es necesario disminuir los costos asociados. La electrólisis alcalina convencional requiere el uso de soluciones de KOH de elevada concentración, comúnmente 30% P/V, que se preparan con agua purificada. La sustitución del agua ultrapura por otros electrolitos abundantes y baratos es un factor que repercute directamente en el precio del hidrógeno resultante. El agua de mar es un electrolito natural atractivo para su uso en electrolizadores. Sin embargo, contiene iones cloruro que son altamente corrosivos para los metales que se emplean en los electrodos, normalmente níquel. En trabajos previos se encontró que el composite de Ni-Nb2O5 presenta una elevada actividad para la generación de hidrógeno y alta estabilidad en soluciones de NaCl 3,43% P/V. Adicionalmente, la alcalinización del agua de mar podría evitar la oxidación del níquel, debido a que el aumento del pH lleva el sistema a condiciones de trabajo donde la forma estable del metal es el Ni0, en lugar del Ni2+.Resultados y conclusionesSe sintetizaron electrodos de Ni-Nb2O5 que fueron utilizados como cátodos en una celda para producción de hidrógeno en un electrolizador convencional de 30 W (HYDROEL-1). Las soluciones empleadas fueron a) KOH 30% P/V, b) KOH 30% P/V con NaCl 3,43% P/V, c) KOH 5,6% P/V con NaCl 3,43% P/V y d) NaCl 3,43% P/V. En la figura se pueden observar las curvas de polarización, en ellas se destaca que, a medida que aumenta la concentración de KOH, el potencial de celda disminuye. Esto indica que a condiciones normales de funcionamiento de un electrolizador comercial (0,3 a 0,5 A/cm2) el rendimiento del equipo con solución de KOH 30% P/V es similar cuando la solución se prepara con agua ultrapura o con presencia de NaCl.