El presente estudio realiza un análisis preliminar del comportamiento de la resistencia eléctrica de una celda de electrólisis alcalina mediante las curvas de polarización I-V. La planta experimental está conformada por una celda con electrodos planos de acero inoxidable-304 y una solución de $NaOH$ 1 M. El sistema es alimentado mediante una fuente programable en corriente directa y monitoreado con instrumentos de alta precisión. Para la adquisición y control de variables se desarrolló una interfaz gráfica basada en Python 3 con comunicación mediante PyVISA, incorporando además un sensor PT1000 para el seguimiento de la temperatura del medio. La metodología experimental se compone de cuatro rondas consecutivas de curvas de polarización, realizadas con el mismo par de electrodos y el mismo electrolito, a fin de evaluar posibles variaciones en la respuesta de la resistencia eléctrica. Una vez finalizada la caracterización, se estima el valor de dicha resistencia, se grafican los datos obtenidos sobre la curva de polarización y se delimitan las posibles zonas de operación. Bajo este enfoque, se propone que la resistencia eléctrica puede utilizarse como una variable de apoyo para analizar el comportamiento del electrolizador e identificar regiones asociadas con pérdidas electroquímicas.
El presente estudio realiza un análisis preliminar del comportamiento de la resistencia eléctrica de una celda de electrólisis alcalina mediante las curvas de polarización I-V. La planta experimental está conformada por una celda con electrodos planos de acero inoxidable-304 y una solución de $NaOH$ 1 M. El sistema es alimentado mediante una fuente programable en corriente directa y monitoreado con instrumentos de alta precisión. Para la adquisición y control de variables se desarrolló una interfaz gráfica basada en Python 3 con comunicación mediante PyVISA, incorporando además un sensor PT1000 para el seguimiento de la temperatura del medio. La metodología experimental se compone de cuatro rondas consecutivas de curvas de polarización, realizadas con el mismo par de electrodos y el mismo electrolito, a fin de evaluar posibles variaciones en la respuesta de la resistencia eléctrica. Una vez finalizada la caracterización, se estima el valor de dicha resistencia, se gráfican los datos obtenidos sobre la curva de polarización y se delimitan las posibles zonas de operación. Bajo este enfoque, se propone que la resistencia eléctrica puede utilizarse como una variable de apoyo para analizar el comportamiento del electrolizador e identificar regiones asociadas con pérdidas electroquímicas.
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- Electrólisis alcalina
- Electrólisis alcalina
@ -54,7 +54,7 @@ La evolución de la resistencia a lo largo de las distintas etapas de operación
Para obtener las curvas de polarización, se desarrolló el sistema experimental mostrado en la @fig:Met_gral, el cual está compuesto por tres elementos principales. El primero es el electrolizador, constituido por una celda alcalina de laboratorio con electrodos planos de acero inoxidable *AISI 304* de $20 \, \text{mm} \times 93 \, \text{mm}$, sumergidos en una solución acuosa de $NaOH$ a 1 M y montados en un contenedor de vidrio con tapa de polipropileno impresa en 3D, diseñado para operar en condiciones corrosivas. El segundo es el Sistema de Inyección y Medición, integrado por una fuente programable Agilent N5770A de 1500 W, un multímetro Picotest M3500A para medir el potencial entre el ánodo y el cátodo, un multímetro Tektronix DMM4040 para registrar la corriente suministrada y un sensor PT1000 con módulo de lectura Wi-Fi Pool Kit de Atlas Scientific para monitorear la temperatura del electrolito. El tercero es el Sistema de Adquisición, implementado mediante una plataforma gráfica en Python 3 y basado en el paquete PyVISA, desarrollado para configurar el barrido experimental, automatizar la inyección y la adquisición de variables, almacenar los datos de manera sistemática y generar las curvas de polarización del sistema.
Para obtener las curvas de polarización, se desarrolló el sistema experimental mostrado en la @fig:Met_gral, el cual está compuesto por tres elementos principales. El primero es el electrolizador, constituido por una celda alcalina de laboratorio con electrodos planos de acero inoxidable *AISI 304* de $20 \, \text{mm} \times 93 \, \text{mm}$, sumergidos en una solución acuosa de $NaOH$ a 1 M y montados en un contenedor de vidrio con tapa de polipropileno impresa en 3D, diseñado para operar en condiciones corrosivas. El segundo es el Sistema de Inyección y Medición, integrado por una fuente programable Agilent N5770A de 1500 W, un multímetro Picotest M3500A para medir el potencial entre el ánodo y el cátodo, un multímetro Tektronix DMM4040 para registrar la corriente suministrada y un sensor PT1000 con módulo de lectura Wi-Fi Pool Kit de Atlas Scientific para monitorear la temperatura del electrolito. El tercero es el Sistema de Adquisición, implementado mediante una plataforma gráfica en Python 3 y basado en el paquete PyVISA, desarrollado para configurar el barrido experimental, automatizar la inyección y la adquisición de variables, almacenar los datos de manera sistemática y generar las curvas de polarización del sistema.
{#fig:Met_gral width=65%}
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La caracterización experimental se llevó a cabo mediante experimentos consecutivos bajo condiciones similares, utilizando el mismo par de electrodos y el mismo electrolito, con el fin de evaluar la repetibilidad del sistema y observar el efecto del desgaste en las variables eléctricas. En cada experimento, el voltaje de inyección se incrementó en pasos de $0.1$ V hasta alcanzar el límite de corriente de la fuente, establecido en $10.5$ A. Entre cada incremento se definió un tiempo de espera aproximado de 1 min para favorecer la estabilización de las mediciones. En cada punto de operación se adquirieron cinco muestras por parámetro y, a partir de los datos obtenidos, se generaron las curvas de polarización y se estimó la resistencia eléctrica correspondiente en cada punto.
La caracterización experimental se llevó a cabo mediante experimentos consecutivos bajo condiciones similares, utilizando el mismo par de electrodos y el mismo electrolito, con el fin de evaluar la repetibilidad del sistema y observar el efecto del desgaste en las variables eléctricas. En cada experimento, el voltaje de inyección se incrementó en pasos de $0.1$ V hasta alcanzar el límite de corriente de la fuente, establecido en $10.5$ A. Entre cada incremento se definió un tiempo de espera aproximado de 1 min para favorecer la estabilización de las mediciones. En cada punto de operación se adquirieron cinco muestras por parámetro y, a partir de los datos obtenidos, se generaron las curvas de polarización y se estimó la resistencia eléctrica correspondiente en cada punto.
