Modelamiento y simulación de un electrolizador para la producción de HHO en Matlab-Simulink®
Modeling and simulation of an electrolyser for the production of HHO in Matlab- Simulink®
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Los electrolizadores funcionan mediante un proceso electroquímico, sus derivados (H2, O2, y HHO) debido a la electrólisis del agua son utilizados como combustibles enriquecedores, siendo más limpios que la gasolina y diesel. Este artículo presenta el modelo dinámico de un electrolizador alcalino que utiliza un electrolito (KOH o NaHCO3) disuelto en agua destilada para acelerar la producción de oxihidrógeno (HHO). El modelo muestra el cambio de fase que ocurre en el interior de la celda electrolítica. Se utilizó el software EES® para determinar los valores de entalpía, entropía, y energía libre que varían durante la reacción electroquímica, las ecuaciones fueron simuladas en Matlab-Simulink® para observar su comportamiento dinámico. Las simulaciones fueron realizadas variando cada 5 g el electrolito hasta llegar a 20 g. El caudal de HHO con hidróxido de potasio (20 g) es superior a 0.02 L/s, y con bicarbonato de sodio (20 g) está por encima de 0.0006 L/s, permitiendo confirmar lo que se enuncia en la literatura de celdas alcalinas, donde se establece que el electrolito más eficiente para su conversión energética es KOH
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E. D. Rincón, J. J. García, and J. R. Bermúdez, “ESTADO DEL ARTE DE LAS CELDAS DE COMBUSTIBLE,” Rev. Colomb. Tecnol. Av. Recib., vol. 1, no. 33, pp. 36–49, 2019.
P. L. Cabot, F. Alcaide, and E. Brillas, “Applications - Stationary | Cogeneration of Energy and Chemicals: Fuel Cells,” Ref. Modul. Chem. Mol. Sci. Chem. Eng., pp. 146–156, 2013.
J. Alvarado, “Estudio comparativo de las diferentes tecnologías de celdas de combustible,” Bol. la Soc. Española Cerámica y Vidr., vol. 52, no. 3, pp. 105–117, 2013.
Á. O. Díaz, J. E. González, and O. A. González, “Análisis de un generador de HHO de celda seca para su aplicación en motores de combustión interna,” Rev. UIS Ing., vol. 17, no. 1, pp. 143–154, 2018.
W. Osorio and Ó. H. Giraldo, “Sobre la termodinámica de las soluciones electrolíticas,” Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia, vol. 40, pp. 7–21, 2007.
R. Battino, “Comments on the teaching of chemistry, doing chemistry demonstrations, and a passion for chemical thermodynamics,” J. Chem. Thermodyn., vol. 123, pp. 74–78, 2018.
M. L. Lladó and A. H. Jubert, “Trabajo útil y su relación con la variación de energía de Gibbs,” Educ. Quim., vol. 22, no. 3, pp. 271–276, 2011.
T. Wilberforce et al., “Modelling and simulation of Proton Exchange Membrane fuel cell with serpentine bipolar plate using MATLAB,” Int. J. Hydrogen Energy, vol. 42, no. 40, pp. 25639–25662, 2017.
M. M. De Souza, R. S. Gomes, and A. L. De Bortoli, “A model for direct ethanol fuel cells considering variations in the concentration of the species,” Int. J. Hydrogen Energy, vol. 43, no. 29, pp. 13475–13488, 2018.
O. Ulleberg, “Modeling of advanced alkaline electrolyzers: a system simulation approach,” Int. J. Hydrogen Energy, vol. 28, pp. 21–33, 2003.
A. Ursúa and P. Sanchis, “Static-dynamic modelling of the electrical behaviour of a commercial advanced alkaline water electrolyser,” Int. J. Hydrogen Energy, vol. 37, no. 24, pp. 18598–18614, 2012.
M. Sánchez, E. Amores, L. Rodríguez, and C. Clemente-Jul, “Modelado y simulación de sistemas de producción de hidrógeno vía electrolisis alcalina a partir de energías renovables,” in Congreso Iberoamericano de Hidrógeno y Pilas de Combustible 2017, 2017, pp. 183–186.
G. Yan et al., “An Arrhenius equation-based model to predict the residual stress relief of post weld heat treatment of Ti-6Al-4V plate,” J. Manuf. Process., vol. 32, pp. 763–772, 2018.
D. Michel, “Test of the formal basis of Arrhenius law with heat capacities,” Phys. A Stat. Mech. its Appl., vol. 510, pp. 188–199, 2018.
K. Naveršnik and R. Jurečič, “Humidity-corrected Arrhenius equation: The reference condition approach,” Int. J. Pharm., vol. 500, no. 1–2, pp. 360–365, 2016.
M. Hammoudi, C. Henao, K. Agbossou, Y. Dubé, and M. L. Doumbia, “New multi-physics approach for modelling and design of alkaline electrolyzers,” Int. J. Hydrogen Energy, vol. 37, no. 19, pp. 13895–13913, 2012.
