Electrólisis: Una (nueva) tecnología en el punto de mira
El descubrimiento de la electrólisis como proceso de separación química de compuestos mediante corriente eléctrica se remonta a principios del siglo XIX. En 19, el químico británico William Nicholson descubrió que el agua podía dividirse en hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis. Más tarde, en 1800, el químico británico Humphry Davy confirmó este descubrimiento y realizó más experimentos para aislar otros compuestos como el sodio y el potasio.
En los años siguientes, los electrolizadores se desarrollaron y mejoraron aún más, especialmente en la industria. A fines del siglo XIX, la electrólisis se utilizó para producir aluminio, cobre y otros metales. En la década de 19, la electrólisis también se utilizó para producir cloro y otros productos químicos.
Los electrolizadores son dispositivos que utilizan la electrólisis para crear reacciones químicas que convierten la energía eléctrica en energía química. Los electrolizadores se utilizan a menudo para producir hidrógeno a partir del agua o para convertir el dióxido de carbono en otras sustancias químicas como el metano o el etileno. También juegan un papel importante en el almacenamiento de energía y la conversión de energía renovable.
El proceso de electrólisis tiene lugar en una celda que consta de dos electrodos sumergidos en una solución electrolítica. Se aplica un voltaje eléctrico a los electrodos, lo que inicia el proceso de electrólisis. Cuando se utiliza agua como solución electrolítica, el agua se descompone en sus componentes, hidrógeno y oxígeno. El oxígeno se libera en el electrodo positivo (ánodo) mientras que el hidrógeno se libera en el electrodo negativo (cátodo).
Existen diferentes tipos de electrolizadores, incluidos los electrolizadores alcalinos y los electrolizadores de membrana de electrolito polimérico (PEM). Los electrolizadores alcalinos utilizan una solución alcalina como electrolito, mientras que los electrolizadores PEM utilizan una membrana de polímero como electrolito para garantizar una alta eficiencia y una liberación selectiva de hidrógeno.
El uso de electrolizadores tiene varias ventajas. Debido a que los electrolizadores pueden convertir la energía eléctrica en energía química, pueden usar energías renovables como la eólica y la solar para producir hidrógeno, lo que puede ayudar a reducir las emisiones de carbono. Los electrolizadores también se pueden usar para almacenar energía almacenando el exceso de energía y liberándolo cuando sea necesario. Además, se pueden utilizar para crear pilas de combustible, que son una forma eficiente de convertir hidrógeno en electricidad.
¿Qué materiales se utilizan para construir electrolizadores?
Los materiales utilizados para fabricar electrolizadores dependen del tipo de electrolizador y de las necesidades de la aplicación. Algunos de los materiales más utilizados son:
- Electrodos: Los electrodos de los electrolizadores suelen estar hechos de materiales conductores como el carbono, metales preciosos como el platino o el paladio o aleaciones de níquel.
- Electrolito: El electrolito en los electrolizadores puede ser una solución acuosa como la sosa cáustica (hidróxido de sodio) o la potasa cáustica (hidróxido de potasio), o una membrana de polímero que exhibe conductividad de protones.
- Tanque: El tanque del electrolizador puede ser de diferentes materiales como acero inoxidable, plástico o vidrio.
- Juntas: las juntas que mantienen el electrolito dentro del electrolizador suelen estar hechas de materiales poliméricos como el cloruro de polivinilo (PVC) o el politetrafluoroetileno (PTFE).
- Fuente de alimentación: las fuentes de alimentación del electrolizador suelen incluir cables, conectores y circuitos fabricados con materiales como cobre, aluminio y silicona.
Es importante seleccionar materiales que satisfagan las necesidades de la aplicación, como la química del electrolito y la corriente requerida para realizar la reacción deseada. Algunos electrolizadores también requieren materiales que resistan la corrosión o que tengan recubrimientos especiales para evitar que ocurran reacciones no deseadas.
En los últimos años, los avances tecnológicos han impulsado el desarrollo de electrolizadores, convirtiéndolos en herramientas importantes en la industria energética. En particular, los electrolizadores se utilizan para producir hidrógeno como portador de energía, que puede utilizarse en pilas de combustible para generar electricidad o puede servir como materia prima para la industria química. Los electrolizadores también juegan un papel importante en el almacenamiento de energía y la conversión de energías renovables como la eólica y la solar.
En general, los electrolizadores son herramientas importantes para convertir la energía eléctrica en energía química y promover el almacenamiento y la conversión de energía. A medida que avanza la tecnología, se espera que los electrolizadores desempeñen un papel cada vez más importante en la industria energética.
