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TAZ-TFM-2012-901

Caracterización de ZIRFON para electrólisis alcalina acoplada a generación renovable

Otero Cebrián, Jesús
Arruebo Gordo, Manuel (dir.)

Universidad de Zaragoza, Escuela de Ingeniería y Arquitectura, 2012
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Máster en Energías Renovables y Eficiencia Energética

Resumen: La sociedad se dirige hacia un grave problema de carestía de combustibles fósiles por lo que, desde hace algún tiempo, se ha intentado dar un giro hacia la obtención de energía por medios más limpios y sostenibles. Las energías renovables son, en conjunto, la gran alternativa a medio y largo plazo para la sustitución de los combustibles basados en carbono. Actualmente se enfrentan a problemas derivados de su estado de desarrollo (altos costes de generación, baja eficiencia, etc.) por lo que se necesitan vías adicionales para mejorar sus prestaciones, como el ejemplo de aplicación al que se refiere este trabajo: la acumulación de electricidad en forma de hidrógeno en centrales eólicas para mejorar la salida de electricidad del parque. El aprovechamiento de picos de generación para producir hidrógeno y su uso en los valles para acondicionar la potencia de salida del parque es una de las vías en actual desarrollo para optimizar el rendimiento del mismo. Se efectúa mediante el acoplamiento de electrolizadores alcalinos al generador, teniendo a su vez tanto depósitos de hidrógeno para su acumulación como pilas de combustible para su transformación de vuelta a electricidad. El proyecto tiene como objetivo el estudio y caracterización del material comercial ZIRFON®, utilizado en el electrolizador alcalino como diafragma de separación entre cátodo-ánodo. El diafragma tiene que soportar las duras condiciones corrosivas del electrolito (KOH 30%) a la temperatura de trabajo de 80ºC en largos periodos de operación sin necesidad de mantenimiento; además, debido a la intermitencia asociada a la operación con renovables el material comercial ZIRFON® debe resistir ciclos de arranque-parada sin pérdida de capacidad de operación. En este trabajo se diseña e implementa una planta experimental de electrólisis alcalina donde se realizarán ensayos similares a la problemática a la que se enfrenta el diafragma de ZIRFON® en operación intermitente (ensayos de duración por encima de la escala temporal del pico de generación y ensayos cíclicos de arranque-parada) para caracterizar su correcto funcionamiento en base a dos de las variables más importantes: el consumo de electricidad medido a través del voltaje de la fuente de intensidad y la seguridad en la operación evaluada a través de la separación de los gases generados, medida gracias a la utilización de un sensor electroquímico de hidrógeno a la salida de la planta experimental. Además, con el objetivo de estimar la durabilidad del material comercial ZIRFON® se efectúan ensayos de resistencia química en las condiciones de operación durante largos periodos de tiempo (6 meses) y en condiciones más agresivas que las de operación para incrementar su desgaste.


Palabra(s) clave (del autor): electrólisis alcalina ; electrolizador ; diafragma ; zirfon ; resistencia de materiales ; energías renovables ; sphera
Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master
Notas: Proyecto de investigación financiado dentro del CENIT SPHERA (Soluciones para Hidrógeno Energético y Reconversión Asociada). Sujeto a confidencialidad.

El autor NO autoriza la consulta a texto completo


 

 Registro creado el 2012-09-14, última modificación el 2012-10-25


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