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Gerardo Marx 1 week ago
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title: "Análisis de la variación de la resistencia eléctrica en celda de electrólisis alcalina mediante curvas de polarización IV" title: "Análisis de la Variación de la Resistencia Eléctrica en Celdas de Electrólisis Alcalina mediante Curvas de Polarización"
author: author:
- Mario Guillermo Ponce-Hernández - Mario Guillermo Ponce-Hernández
- Gerardo Marx Chávez-Campos - Gerardo Marx Chávez-Campos
- Javier Correa-Gómez
- Héctor Javier Vergara-Hernández
- Luis Ulises Chávez-Campos
date: January 2026 date: January 2026
lang: es lang: es
abstract: | abstract: >
The present work investigates the behavior of the electrical resistance of an alkaline electrolysis cell through the analysis of its currentvoltage (IV) polarization curves. The experimental setup is composed of an electrolysis cell equipped with flat AISI 304 stainless steel electrodes and a 1 M sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution as the electrolyte. The system is powered by a programmable direct current (DC) power supply, while voltage and current measurements are acquired using high-precision digital multimeters to ensure measurement reliability and repeatability. A graphical user interface developed in Python is implemented for real-time data acquisition, monitoring, and control of the experimental instruments. Communication between the software and the instruments is achieved using the PyVISA library, allowing automated test execution and systematic data storage. Additionally, a PT1000 temperature sensor is integrated into the setup to monitor the electrolyte temperature, enabling the analysis of thermal effects on the electrical behavior of the cell. The experimental methodology consists of four consecutive test rounds per experiment, during which the same pair of electrodes and the same electrolyte are used in order to observe variations in the resistance behavior throughout each test. It is expected that, based on the obtained data, the electrical resistance can be used to identify the degradation of the cell and to associate it with the regions where the main losses occur. This study analyzes the instantaneous electrical resistance of an alkaline electrolysis cell using voltagecurrent polarization curves, employing AISI 304 stainless-steel electrodes and a 1 M NaOH electrolyte. The cell is powered by a programmable DC supply, and voltage and current are recorded with high-resolution digital multimeters through a Python interface (PyVISA/SCPI) for automated acquisition and systematic data storage. A PT1000 sensor is included to measure the electrolyte bulk temperature. Two experiments were conducted, each consisting of four consecutive rounds using the same electrode pair and electrolyte, to evaluate changes derived from continued use. Results show reproducibility of the activation voltage ($\approx 1.1$$1.3$ V) and the onset of visible gas generation ($\approx 1.8$$1.9$ V). The instantaneous resistance computed using Ohms law exhibits an abrupt drop at the start of electrolysis, with reductions exceeding 90%. Within the operating range, inter-round variations are observed, attributable to electrode degradation and electrolyte changes, suggesting that instantaneous resistance is a practical indicator of cell condition and degradation during operation.
resumen: >
El presente trabajo analiza la resistencia eléctrica instantánea de una celda de electrólisis alcalina a partir de curvas de polarización voltajecorriente, usando electrodos de acero inoxidable AISI 304 y electrolito NaOH 1 M. La celda se alimenta con una fuente DC programable y se registran voltaje y corriente con multímetros de alta resolución, mediante una interfaz en Python (PyVISA/SCPI) para la adquisición automática y el almacenamiento sistemático. Se incorpora un sensor PT1000 para medir la temperatura global del electrolito. Se realizaron dos experimentos, cada uno con cuatro rondas consecutivas, manteniendo el mismo par de electrodos y el mismo electrolito para evaluar cambios derivados del uso. Los resultados muestran reproducibilidad del voltaje de activación ($\approx 1.1$$1.3$ V) y del inicio observable de la generación de gas ($\approx 1.8$$1.9$ V). La resistencia instantánea calculada por ley de Ohm presenta una caída abrupta al iniciar la electrólisis, con reducciones superiores al 90%. En el rango de operación se observan variaciones entre rondas, asociadas al desgaste y a cambios en el electrolito, lo que sugiere que la resistencia instantánea es un indicador práctico del estado y la degradación de la celda.
keywords: keywords:
- Electrólisis alcalina - Electrólisis alcalina
- Resistencia eléctrica - Resistencia eléctrica
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# 1. Introducción # 1. Introducción
El hidrógeno (**H**) es el elemento químico más simple y pequeño, formado por un solo protón y un solo electrón [@ref14]. Debido a su simplicidad estructural, es el elemento más abundante del universo, estando presente de forma masiva en las estrellas y los planetas gaseosos. En condiciones normales, el hidrógeno se encuentra en forma de molécula de gas diatómico, $H_2$. Posee un valor elevado de energía por unidad de masa, significativamente mayor que el de los combustibles tradicionales [@ref6]. El hidrógeno ($H$) es el elemento químico más simple y pequeño, formado por un solo protón y un solo electrón [@ref14]. Debido a su simplicidad estructural, es el elemento más abundante del universo, estando presente de forma masiva en las estrellas y los planetas gaseosos. En condiciones normales, el hidrógeno se encuentra en forma de molécula de gas diatómico, $H_2$. Posee un valor elevado de energía por unidad de masa, significativamente mayor que el de los combustibles tradicionales [@ref6].
La producción de hidrógeno tiene la ventaja de desacoplar la generación de energía del consumo, lo que contribuye a mitigar el problema de la aleatoriedad en la disponibilidad de las energías renovables [@ref4,@ref20,@ref22]. Además, su uso no produce emisiones de gases de efecto invernadero al ambiente [@ref29]. Existen diversas formas de generar hidrógeno; sin embargo, dos destacan por su mayor presencia: *Generación térmica* y *Electroquímica* [@ref14]. La producción de hidrógeno mediante procesos térmicos no se considera completamente limpia, ya que depende del uso de combustibles fósiles [@ref7]. La producción de hidrógeno tiene la ventaja de desacoplar la generación de energía del consumo, lo que contribuye a mitigar el problema de la aleatoriedad en la disponibilidad de las energías renovables [@ref4,@ref20,@ref22]. Además, su uso no produce emisiones de gases de efecto invernadero al ambiente [@ref29]. Existen diversas formas de generar hidrógeno; sin embargo, dos destacan por su mayor presencia: *Generación térmica* y *Electroquímica* [@ref14]. La producción de hidrógeno mediante procesos térmicos no se considera completamente limpia, ya que depende del uso de combustibles fósiles [@ref7].

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