Estudio de la producción de hidrógeno verde mediante celdas electrolíticas

Abstract

Este trabajo se ha centrado en un análisis preciso sobre el funcionamiento fisicoquímico de la electrólisis, impulsado por la creciente relevancia de la producción de hidrógeno verde en el contexto de un modelo energético descarbonizado. A lo largo del documento se han explicado los principios termodinámicos y químicos que gobiernan su reacción, así como la influencia de parámetros físicos como la temperatura, la presión o la densidad de corriente sobre el rendimiento global de la celda electrolítica. Posteriormente, se ha desarrollado una revisión comparada de las tecnologías actuales de electrólisis (AWE, PEM, AEM, SOEC), detallando sus características propias, los materiales empleados, sus ventajas y sus limitaciones, con el fin de identificar la tecnología más adecuada para su integración con fuentes de energía solar. Para ilustrar el papel que puede desempeñar la electrólisis en la transición energética, se propuso un diseño donde se combinaba una celda PEM alimentada con energía solar fotovoltaica, junto con un colector solar que permitiese precalentar el agua hasta la temperatura de operación necesaria. En este diseño se realizó un modelo de la distribución del tiempo de insolación a lo largo del año, que permitió identificar el periodo operativo de nuestro diseño. En el desarrollo del proyecto, se implementaron diversos programas en Python para reforzar y apoyar los conceptos expuestos, mostrando gráficas explicativas, modelos distributivos y permitiendo resolver cálculos complejos de manera numérica