ES2960565T3 - Sistema y método para generación de gases - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere generalmente a celdas electroquímicas y métodos para generar gas hidrógeno y gas oxígeno. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema y método para generación de gases
CAMPO TECNOLÓGICO
La presente comunicación se refiere a celdas electroquímicas y métodos para generar gas hidrógeno y gas oxígeno.
ANTECEDENTES
Es necesaria una transición a energías renovables y combustibles verdes para mejorar la calidad de vida. Las fuentes de energía actuales, como el petróleo, el carbón y los gases naturales, se consideran un recurso finito cuya disponibilidad se va reduciendo cada vez más a medida que aumenta la población mundial. Aunque la electrólisis del agua representa una tecnología prometedora para el almacenamiento de energía, actualmente está limitada por varios factores, como una gran pérdida de energía debido al sobrepotencial de la reacción de producción de oxígeno (OER, por sus siglas en inglés) y el coste asociado con varios componentes en los compartimentos de hidrógeno y oxígeno. Además, el estado actual de las tecnologías de electrólisis está limitado en la presión de producción de hidrógeno.
La publicación de la solicitud de patente internacional WO 2016/079746 describe un sistema y un método para generar gas hidrógeno a partir de una disolución acuosa.
ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA
[1] Publicación de la solicitud de patente internacional WO 2016/079746.
DESCRIPCIÓN GENERAL
La presente invención se basa en el desarrollo de una celda química o sistema electroquímico activado térmicamente (E-TAC por sus siglas en inglés) que comprende una pluralidad de celdas o compartimentos electroquímicos que se configuran para permitir la generación de gas hidrógeno y gas oxígeno en etapas separadas espacial y/o temporalmente, sin cambiar la polaridad del sistema. Las celdas y/o sistemas de las invenciones y los métodos descritos en el presente documento para hacer funcionar estas celdas y/o sistemas permiten controlar no solo el tipo de gases que se producirían, es decir, gas hidrógeno o gas oxígeno, sino también la capacidad de producir uno cualquiera de los dos gases o ambos gases de forma continua e ininterrumpida.
Según la invención, cada una de las celdas en la pluralidad de celdas comprende un conjunto de electrodos y, por lo tanto, actúa como una unidad independiente para la posible generación tanto de gas hidrógeno como de gas oxígeno. Como se describe en el presente documento, se genera gas hidrógeno en un paso electroquímico en un electrodo catódico, con un voltaje de polarización aplicado (en el presente documento:"modo de generación de hidrógeno”),opcionalmente mediante reducción de agua, mientras que el oxígeno gaseoso se genera en un paso químico espontáneo (en el presente documento:"modo de generación de oxígeno"),sin voltaje de polarización, opcionalmente aumentando la temperatura del sistema, por ejemplo, del conjunto de electrodos (en algunas realizaciones, el ánodo), permitiendo que el electrodo del ánodo experimente regeneración y que se repita el proceso.
Manejando y controlando el funcionamiento en cada una de las celdas, independientemente unas de otras, se puede generar gas hidrógeno en algunas de las celdas y simultáneamente gas oxígeno en otras celdas, si bien posteriormente se puede cambiar la producción de cada uno de los gases de tal manera que en las células que han producido gas hidrógeno se puede producir gas oxígeno y viceversa. Esto permite la generación de gas hidrógeno en algunas de las celdas simultáneamente a la generación de gas oxígeno en otras celdas, permitiendo la producción continua de gas hidrógeno o la producción discreta de gas hidrógeno. Esta secuencia de producción puede llevarse a cabo dependiendo de la disponibilidad de energía segura y barata (necesaria para la producción de gas hidrógeno), o durante períodos en los que no se dispone de energía o está disponible periódicamente (ya que no se requiere energía para la producción de gas oxígeno).
Además, el sistema proporciona la capacidad de ajustar el momento de funcionamiento y la duración del funcionamiento de cada una de las celdas independientemente una de otra.
Así, la invención se define en las reivindicaciones independientes 1 y 12.
El sistema de la invención comprende múltiples celdas, por ejemplo, una pluralidad de ellas o al menos dos celdas o dos o más de dichas celdas, cada una de las cuales tiene la forma de un compartimento o recipiente que comprende al menos un conjunto de electrodos y se configura para contener una disolución acuosa. El número de celdas en el sistema de la invención puede variar según, entre otras cosas, el funcionamiento previsto, los patrones de funcionamiento, etc.
Como se detalla en el presente documento, cada celda se configura para tener una función doble de modo que durante la aplicación de polarización eléctrica a la celda (polarización activada) se puede generar gas hidrógeno y, en ausencia de una polarización aplicada (polarización desactivada), puede tener lugar la generación espontánea de gas oxígeno. En algunas realizaciones, al menos una de las dos o más celdas no está dividida, o al menos una de las celdas está dividida. En otras realizaciones, al menos dos de las dos o más celdas están divididas. Cuando existe partición o división en una o más de las celdas, la división tiene una forma que permite la libre transferencia de iones. Por tanto, la división puede ser una membrana tal como una membrana de intercambio iónico.
En algunas realizaciones, las dos o más celdas, según la presente descripción, están separadas, sin tener esencialmente comunicación de fluido o gas entre ellas.
Como se detalla en el presente documento, cada una de las dos o más celdas comprende un conjunto de electrodos que incluye un ánodo y un cátodo y, por lo tanto, puede servir como una única unidad independiente, configurada para la generación tanto de gas hidrógeno como de gas oxígeno. Cabe señalar que cada una de las dos o más celdas no es una media celda que comprende un electrodo y un electrolito. En algunas realizaciones, el conjunto de electrodos se selecciona entre un conjunto monopolar, un conjunto bipolar, un conjunto plano y un conjunto enrollado.
El conjunto de electrodos comprende un cátodo que, en presencia de polarización, genera gas hidrógeno opcionalmente reduciendo el agua y provoca además la generación de iones de hidróxido. La generación de gas hidrógeno puede realizarse a pH básico, pH ácido o pH neutro. Por lo tanto, el medio acuoso puede ser ácido, neutro o básico, puede escogerse entre agua del grifo, agua de mar, disoluciones o tampones de carbonato/bicarbonato, aguas ricas en electrolitos, etc. En algunas realizaciones, el cátodo se configura para provocar la reducción de moléculas de agua para generar gas hidrógeno y opcionalmente iones hidróxido. En algunas otras realizaciones, el cátodo reduce los iones de hidrógeno en una disolución acuosa para generar gas hidrógeno. El cátodo puede ser de un material seleccionado entre un metal y materiales de electrodo usados en el sector. El material del electrodo puede seleccionarse, por ejemplo, entre níquel, níquel Raney, cobre, grafito, platino, paladio, rodio, cobalto, MoS2 y sus compuestos. En algunas realizaciones, el material del electrodo no es cadmio (Cd) o no incluye cadmio. En algunas realizaciones, el cátodo se compone de níquel Raney, cobre, grafito o platino.
Aunque el ánodo puede comprender o consistir en materiales de electrodo idénticos a los del cátodo, el material del ánodo debe permitir al menos un ciclo (reacción) redox, es decir, oxidación o reducción, según la invención. En otras palabras, el ánodo según la invención es capaz, en las condiciones descritas en el presente documento, de sufrir reversiblemente una etapa de oxidación en presencia de polarización aplicada (carga del ánodo) y una etapa de reducción posterior en ausencia de polarización (regeneración del ánodo) para generar oxígeno gaseoso. Opcionalmente, a esto le puede seguir un ciclo redox adicional. El término"reversiblemente"o"reversibilidad",cuando se usa con relación al electrodo, se refiere a la capacidad del electrodo de sufrir reducción/oxidación química, sin invertir la polaridad del sistema. La activación/desactivación de la polarización no constituye una inversión de polaridad tal como se conoce en la técnica. Por tanto, se puede decir que la reversibilidad del ánodo es inherente al material del electrodo.
Como la reacción redox debe incluir intercambio de protones, el material del ánodo debe permitir un potencial redox superior a 1,23 V e inferior a 1,8 V, frente al electrodo reversible de hidrógeno (RHE, por sus siglas en inglés), como se describe más detalladamente en el presente documento. El voltaje de polarización se mide a 25°C, como se indica a continuación.
Por lo tanto, según algunas realizaciones, el sistema descrito en el presente documento comprende dos o más celdas, cada una configurada para contener una disolución acuosa y que comprende al menos un conjunto de electrodos, teniendo cada una un electrodo catódico y un electrodo anódico, estando configurado el cátodo para provocar la reducción de agua en la disolución acuosa en respuesta a una polarización eléctrica aplicada, para generar de ese modo gas hidrógeno e iones hidróxido, siendo capaz el ánodo de experimentar oxidación reversible en presencia de iones hidróxido, y de sufrir reducción en ausencia de polarización, para generar oxígeno gas, y una unidad de control configurada para hacer funcionar las dos o más celdas según patrones de funcionamiento predeterminados.
Como se describe en el presente documento, el material del ánodo puede presentarse en una cualquiera o en más de las celdas de la invención en un estado no oxidado o reducido, en un estado oxidado, en un estado reducido o en cualquier estado intermedio (por ejemplo, parcialmente oxidado, parcialmente reducido). Cuando está en un estado oxidado o en un estado parcialmente oxidado, el electrodo de ánodo puede sufrir una reducción, en ausencia de polarización, para generar oxígeno gaseoso.
Sin pretender adherirse a ninguna teoría, el proceso de generación de gas hidrógeno y gas oxígeno en el sistema de la invención se puede describir en líneas generales como sigue:
- la reducción del agua por electrólisis genera gas hidrógeno e iones de hidróxido;
- la oxidación de iones de hidróxido genera oxígeno gaseoso y agua mediante la carga del ánodo; y
- la regeneración del ánodo por consumo de agua y generación de oxígeno.
En términos generales, la secuencia de reacciones en el ánodo se puede representar mediante los siguientes esquemas, en donde X representa un metal o cualquier material de electrodo, como se describe en el presente documento:
Enunambiente básico:
Ánodo:XH OH<'>^ X H<2>O e-Producción de oxígeno:2X+H<2>O ^ 2XH+ /<2>O<2>
En un ambiente ácido:
Ánodo:XH ^ X H<+>+ e-Producción de oxígeno2X+H<2>O ^ 2XH+ /<2>O<2>
O:
En un ambiente básico:
Ánodo:X 2OH<->^ XO H<2>O 2e-Producción de oxígenoXO ^ X / O<2>
En un ambiente ácido:
Ánodo:X+H<2>O ^ XO 2H<+>+ 2e-Producción de oxígeno:XO ^ X 1/2 O<2>
La secuencia completa de reacciones en una disolución básica, es decir, a pH>7, puede representarse mediante los siguientes esquemas, en donde X representa un metal como Ni:
Cátodo:H<2>O e<'>^ / H<2>+ OH<'>
Ánodo:X(OH)<2>+ OH<'>^ XOOH H<2>O e-Producción de oxígeno:2XOOH+H<2>O ^ 2X(OH)<2>+ / O<2>
Sin embargo, la secuencia completa de reacciones en una disolución ácida, es decir, de pH <7, puede representarse mediante el siguiente esquema, en donde X representa un metal como Ni:
Cátodo:H<+>+ e<->^ / H<2>
Ánodo:X(OH)<2>^ XOOH H<+>+ e-Evolución de oxígeno:2XOOH+H<2>O ^ 2X(OH)<2>+ / O<2>
El material del ánodo puede escogerse, por ejemplo, de manera similar, entre óxidos e hidróxidos de calcio, estroncio, bario, cobalto, níquel, paladio, bismuto, rodio y más. En algunas realizaciones, el material del cátodo y el material del ánodo son diferentes. En algunas realizaciones, el material de cualquiera de los electrodos no es Cd o no comprende Cd.
En algunas realizaciones, el ánodo comprende o consiste en hidróxido de níquel (Ni(OH)<2>). En algunas realizaciones, el electrodo de hidróxido de níquel puede experimentar oxidación reversible a un oxihidróxido de níquel (NiOOH) en presencia de iones de hidróxido (y polarización aplicada).
En algunas realizaciones, el electrodo anódico puede estar presente en las dos o más celdas de la invención en un estado no oxidado (Ni(OH)<2>), en estado oxidado (NiOOH) o en cualquier estado intermedio (p. ej., parcialmente oxidado).
El ánodo oxidado (es decir, oxihidróxido de níquel) se configura para sufrir reducción (regeneración del ánodo) a hidróxido de níquel en ausencia de polarización eléctrica para generar oxígeno gaseoso y sufrir oxidación (carga del ánodo) en presencia de polarización eléctrica para generar agua.
Cuando se usa un electrodo de ánodo no oxidado, o en los casos en que el electrodo no está completamente oxidado, la disolución acuosa puede contener además al menos una especie activa capaz de oxidar el ánodo, por ejemplo, iones de hidróxido.
Los términos polarización eléctrica, polarización aplicada opolarización del sistemase refieren al voltaje aplicado o a la corriente continua o corriente alterna establecida en cada conjunto de electrodos en cada celda de las dos o más celdas dentro de un sistema de la invención. La polarización eléctrica es necesaria para el funcionamiento del sistema y se mide en el conjunto de electrodos dentro de una celda, entre el cátodo y el ánodo.
Como puede entenderse, cada celda está equipada con al menos un conjunto de electrodos, que comprende cada conjunto un ánodo y un cátodo. La polarización eléctrica en cada conjunto de electrodos es de 1,23 V a 2,2 V. La polarización del sistema o la polarización de la celda dependerán de la configuración de las celdas/sistemas. Cuando la celda se dispone como una celda monopolar que comprende un conjunto de electrodos único, la polarización puede estar entre 1,23 V y 2,2 V. Cuando la celda tiene una disposición apilada, concretamente una disposición bipolar que comprende dos o más conjuntos de electrodos, cada uno de los conjuntos en la pila puede tener una polarización entre 1,23 V y 2,2 V, de modo que la polarización de la celda puede depender del número de electrodos montados en la celda.
En algunas realizaciones, la polarización eléctrica aplicada es de al menos 1,23 V cuando se mide a 25 °C, para un conjunto de electrodos único. En algunas realizaciones, la polarización aplicada puede estar entre 1,23 y 2,2 V, entre 1,23 y 2 V, entre 1,23 y 1,8 V, entre 1,23 y 1,6 V o entre 1,23 y 1,5 V, cuando se mide a 25 °C, para un conjunto de electrodos único.
En algunas realizaciones, la polarización eléctrica se mide con referencia a un electrodo adicional, que es un electrodo de referencia, configurado opcionalmente para controlar, por ejemplo, el voltaje. Ejemplos no limitadores de electrodos de referencia son el electrodo de hidrógeno estándar (SHE, por sus siglas en inglés,), el electrodo de hidrógeno normal (NHE, por sus siglas en inglés), el electrodo de hidrógeno reversible (RHE, por sus siglas en inglés), el electrodo de calomelanos saturados (SCE, por sus siglas en inglés), el electrodo de sulfato de cobre-cobre (II) (CSE, por sus siglas en inglés), el electrodo de cloruro de plata, el electrodo de paladio-hidrógeno, el electrodo de hidrógeno dinámico (DHE, por sus siglas en inglés), el electrodo de mercurio-sulfato mercurioso (MSE, por sus siglas en inglés) y el electrodo de mercurio-óxido de mercurio (Hg/HgO).
Cuando se genera gas oxígeno en ausencia de polarización eléctrica, la celda E-TAC se apaga o se hace funcionar bajo un voltaje o una corriente continua que es inferior al límite de detección de un dispositivo de detección de voltaje o corriente. En algunas realizaciones, la ausencia de polarización eléctrica significa cualquier polarización por debajo de 1,23 V, o cualquier valor hasta 1,23 V (como se indica con referencia a una disposición monopolar y, paralelamente, como se define anteriormente para disposiciones bipolares).
En algunas realizaciones, el sistema comprende además una fuente de calor o un intercambiador de calor. La fuente de calor y/o el intercambiador de calor se utilizan para establecer la temperatura del sistema, medida en al menos un componente del sistema, por ejemplo, temperatura del sistema, temperatura de la celda, temperatura del electrodo o temperatura de la disolución. Sin pretender adherirse a ninguna teoría, se sugiere que la generación de oxígeno gaseoso se induce o aumenta elevando la temperatura del ánodo y/o de la disolución acuosa. Por lo tanto, se puede usar el aumento de la temperatura del ánodo y/o de la disolución acuosa para controlar o modular la generación de oxígeno gaseoso en el modo de generación de oxígeno. En algunas realizaciones, la temperatura del sistema es la temperatura ambiente. En algunas otras realizaciones, la temperatura del sistema es al menos 50 °C, a veces al menos 60 °C, a veces al menos 70 °C, a veces al menos 80 °C, a veces al menos 95 °C, en ocasiones entre 50°C y 95°C, o en ocasiones entre 60°C y 95°C.
El sistema aquí descrito comprende una unidad de control que permite la sincronización del sistema según su función requerida (por ejemplo, demanda continua de hidrógeno o demanda temporal de hidrógeno). Launidad de controles un componente del sistema que comprende una unidad de procesamiento para recibir información de entrada y/o proporcionar información de salida. La unidad de control puede estar conectada física o remotamente (por ejemplo, de forma inalámbrica) a cada una de las dos o más celdas y/o al sistema en su conjunto. La unidad de control puede conectarse a un medio tangible tal como un ordenador que comprende instrucciones legibles por el ordenador y además puede comprender una interfaz de control (por ejemplo, un panel) que, como se detalla en el presente documento, se puede usar para insertar/recibir entradas y/o presentar/proporcionar salidas, opcionalmente según algoritmos predeterminados.
En lafigura 1se muestra una representación esquemática de un ejemplo de una unidad de control. La unidad de control (10) comprende un procesador (12), que recibe datos desde un componente de entrada de datos (14); un componente de salida de datos (16); y uno o más componentes de memoria (18). La memoria del sistema puede estar acoplada al procesador. Cabe señalar que la unidad de control permite el funcionamiento del sistema basándose en los datos de entrada proporcionados para cada celda del sistema y/o para el sistema en su conjunto. Por ejemplo, los datos de entrada pueden ser información de entrada estática que se relaciona por sí misma con las características de la celda/sistema, así como información de entrada dinámica que puede (i) proporcionarse a la unidad de control antes del funcionamiento o (ii) representar cambios durante el funcionamiento del sistema. Se pueden incluir además una o más unidades de tipo sensor, las cuales pueden distribuirse dentro de cada una de las celdas o controlar la función de un grupo de celdas del sistema en su conjunto.
La información de entrada de datos introducida/recibida por la unidad de control es al menos una entre las informaciones de entrada del sistema, que puede recibirse directamente desde el sensor del sistema, o puede insertarse manualmente. Dicha información puede estar relacionada con cada una de las dos o más celdas, por ejemplo, el volumen de cada una de las dos o más celdas, información relacionada con los electrodos, por ejemplo, tipo de ánodo, tamaño de ánodo, capacidad máxima del ánodo, voltaje máximo del ánodo, tasa de regeneración del ánodo, tipo de cátodo, tamaño del cátodo, capacidad máxima del cátodo, voltaje máximo del cátodo, tasa de carga del cátodo, vida útil del ánodo y del cátodo, información relacionada con la disolución acuosa, por ejemplo, pH de la disolución, composición de la disolución (opcionalmente, electrolito presente en la misma), calidad del agua, capacidad del depósito de almacenamiento, y otras.
La información de entrada que alternativa o adicionalmente puede ser introducida/recibida por la unidad de control es cualquier información de entrada que puede cambiar durante el funcionamiento del sistema (información dinámica), y que puede ser pertinente para el funcionamiento de la celda o del sistema o para parámetros externos que tienen que ver con factores de consumo, coste del uso de electricidad, tasa de consumo de hidrógeno u oxígeno; la información puede incluir adicionalmente información acerca de la polarización aplicada, de la concentración de hidrógeno, del caudal de hidrógeno, de la concentración de oxígeno, de la temperatura, de la presión, del pH, del caudal de la disolución acuosa, de la pureza del hidrógeno, de la pureza del oxígeno y de la demanda de un gas específico. Cabe señalar que cada una de las informaciones de entrada dinámica se puede medir en cada celda en las dos o más celdas, para cualquier grupo de celdas (cada grupo comprende dos o más celdas) y/o en cualquier componente del sistema tal como se detalla en el presente documento y/o en el sistema en su conjunto.
Como se detalla en el presente documento, la información de entrada se utiliza para proporcionar parámetros de salida para el funcionamiento del sistema, denominados en el presente documento comopatrón o modelo de funcionamiento.Elpatrón de funcionamientose refiere a cualquier serie determinista de parámetros de salida seleccionados independientemente para cada celda en las dos o más celdas, para cualquier grupo de celdas (cada grupo comprende dos o más celdas) y/o para el sistema en su conjunto. Los parámetros de salida en el patrón de funcionamiento determinan el funcionamiento general del sistema. En algunas realizaciones, el patrón de funcionamiento permite uno o más ciclos de funcionamiento del sistema.
El patrón de funcionamiento puede comprender al menos uno de entre una selección de modo para cada celda en el sistema y una selección de parámetros de funcionamiento para cada celda y para cada modo seleccionado en una celda específica. Entre los ejemplos no limitativos de selección de parámetros de funcionamiento se incluyen la temporización de funcionamiento de cada celda (momento de inicio de funcionamiento), la duración de funcionamiento (duración del período de funcionamiento medida desde el momento de inicio del funcionamiento en cualquier unidad de tiempo) en cada una de las celdas o la temperatura de cada celda. En algunas realizaciones, el patrón de funcionamiento comprende, para cada celda, o grupo de celdas, al menos una de las siguientes acciones: (i) selección de modo para cada una de las dos o más celdas en el sistema (es decir, modo de generación de gas hidrógeno o modo de generación de gas oxígeno), (ii) temporización de funcionamiento de cada celda (momento de inicio de funcionamiento) (denominado en el presente documento "t"), y (iii) duración del funcionamiento (duración del período de funcionamiento medida desde el momento de inicio de funcionamiento en cualquier unidad de tiempo) (indicado aquí por "q") en cada una de las celdas. Tal como puede entenderse, la polarización de la celda y opcionalmente la temperatura para cada una de las dos o más celdas en el sistema pueden determinar el modo de generación de hidrógeno y/o el modo de generación de oxígeno. La selección de modo para cada celda determina el modo de funcionamiento de cada una de las dos o más celdas de un sistema. La selección de modo puede darse en modo binario, por ejemplo 1 para generación de hidrógeno (polarización aplicada) y 0 para generación de oxígeno (ausencia de polarización) o viceversa.
En algunas realizaciones, el patrón de funcionamiento comprende, para cada celda, o grupo de celdas, al menos uno de los siguientes datos: (i) la polarización de celda o la corriente aplicad para cada una de las dos o más celdas en el sistema (denominada en el presente documento "v" (o "i")), (ii) el momento de funcionamiento (t) de cada una de las dos o más celdas del sistema (momento de inicio de funcionamiento), y (iii) la duración del funcionamiento (q) (duración del período de funcionamiento medida en cualquier unidad de tiempo) en cada una de las dos o más celdas del sistema. Tal como puede entenderse, la polarización de la celda para cada una de las dos o más celdas en el sistema puede determinar el modo de generación de hidrógeno y/o el modo de generación de oxígeno.
La combinación de los tres parámetros ((i) a (iii)) mencionados anteriormente permite que el sistema funcione en uno de varios modos: (i) un modo de funcionamiento con hidrógeno, en donde el patrón de funcionamiento comprende medios que permiten la generación de gas hidrógeno, independientemente de si se va a producir o no oxígeno gaseoso en las celdas lo que no es según la invención; (ii) modo de funcionamiento con oxígeno, en donde el patrón de funcionamiento comprende medios que permiten la generación de gas oxígeno, independientemente de si se va a producir o no gas hidrógeno en las celdas, lo cual no es según la invención; y (iii) un modo mixto o combinado en donde tanto el gas hidrógeno como el gas oxígeno se producen en diferentes celdas en paralelo o en diferentes celdas y en las mismas celdas, en serie. El número de celdas que funcionan en el modo de generación de hidrógeno y el número de celdas que funcionan en el modo de generación de oxígeno pueden determinar el modo de funcionamiento general del sistema, por ejemplo, cualquiera entre (i) un modo de funcionamiento con hidrógeno, (ii) un modo de funcionamiento con oxígeno y (iii) un modo mixto o combinado.
La unidad de control se configura para hacer funcionar el sistema según unpatrón de funcionamientoque se proporciona antes del comienzo de la operación (patrón de funcionamiento predeterminado), durante la operación (patrón de funcionamiento adaptable) o en cualquier momento, por ejemplo, al cambiar la demanda o cuando surge un mal funcionamiento o cualquier otro problema en el funcionamiento del sistema.
Un ejemplo de patrón de funcionamiento puede incluir cualquier número de celdas, por ejemplo, un número j de celdas, y en consecuencia se puede presentar como una matriz multiparamétrica de números que tiene j filas (número de celdas) e i columnas que representan el número de veces que cada celda dentro de las j celdas se hace funcionar (número definido aquí como""ciclos de funcionamiento”).Tal como puede entenderse, el sistema descrito en el presente documento comprende dos o más celdas y, por lo tanto, el valor mínimo de j se establece en 2, lo que representa dos celdas.
Cada miembro de la matriz (X) que tiene una combinación de parámetros (j,i) puede definirse mediante una combinación de variables, que incluyen: polarización de celda, momento de funcionamiento y duración de funcionamiento. Los parámetros adicionales dentro de cada miembro de la matriz pueden incluir temperatura, presión, concentración de electrolito, flujo de electrolito, etapas de circulación, etapas de lavado y otros.
Así, cada X<ji>puede definirse por (v,t,q), donde v representa la polarización de la celda, t define el momento de funcionamiento (desde un tiempo predeterminado "0"), y q define la duración de funcionamiento (el tiempo medido desde el tiempo fijado en "t").
En algunas realizaciones, cada X<ji>puede definirse por (v,t,q, T), donde v representa la polarización de la celda, t define el momento de funcionamiento, q define la duración de funcionamiento y T define la temperatura. La polarización de celda, v, de cada una de las dos o más celdas de un sistema determina el modo de funcionamiento de cada celda. Por ejemplo, para una polarización de celda por encima de un valor umbral, por ejemplo, por encima de 1,23 V, se genera gas hidrógeno (modo de generación de hidrógeno) y para una polarización de celda por debajo de un valor umbral, por ejemplo menos de 1,23 V, se genera gas oxígeno (modo de generación de oxígeno). Como puede entenderse, la polarización umbral depende de las propiedades y la disposición del sistema y, como tal, puede ajustarse en consecuencia.
En algunas realizaciones, el patrón de funcionamiento permite el funcionamiento de dos o más celdas con la misma polarización, en el mismo momento de operación o en diferentes momentos de operación y con la misma o diferente duración y opcionalmente a la misma o diferente temperatura.
En algunas realizaciones, la polarización de la celda puede reemplazarse o usarse en combinación con un modo de funcionamiento, w, que puede darse en un modo binario, por ejemplo 1 para la generación de hidrógeno (polarización aplicada) y 0 para la generación de oxígeno (ausencia de polarización) o viceversa.
El momento de funcionamiento "t" y la duración de funcionamiento "q" son proporcionados cada uno en una unidad de tiempo, opcionalmente según una configuración predeterminada. Por ejemplo, t y q pueden seleccionarse independientemente para que estén en segundos, minutos y horas.
Por lo tanto, para una sola operación de j celdas, el patrón de funcionamiento puede representarse mediante una matriz jX1 (es decir, una matriz que tiene una columna para una sola (uno) operación), estando cada fila representada por al menos tres entradas numéricas que representan la polarización de celda, el momento de funcionamiento y la duración de funcionamiento para cada una de las dos o más celdas. La polarización de celda, como se indica en este documento, determina el modo de funcionamiento de cada una de las celdas. El momento de funcionamiento y la duración del funcionamiento pueden definirse de forma idéntica o diferente para cada modo de funcionamiento. De manera similar, la polarización de celda, v, o la información de modo binario correspondiente, w, puede ser idéntica o diferente para cada una de las dos o más celdas. En la matriz multiparamétrica, el momento de funcionamiento t y el tiempo de duración q se proporcionan como valores independientemente de su modo de funcionamiento (es decir, generación de hidrógeno o generación de oxígeno); sin embargo, en aras de la claridad, según la descripción en el presente documento para las celdas que funcionan en un modo de generación de hidrógeno, el momento de funcionamiento y la duración de funcionamiento se indican como (t<n>, q<n>), mientras que para las celdas que funcionan en modo de generación de oxígeno, el momento de funcionamiento y la duración de funcionamiento se indican como (t<m>, q<m>). Por lo tanto, cada patrón de funcionamiento puede definirse mediante una combinación de puntos temporales (t y q), para cada celda en el número j de celdas o grupos de celdas o para el sistema en su conjunto.
En un ejemplo de sistema que comprende un número j de celdas, t<n>define un conjunto de puntos de tiempo que caracterizan el momento de funcionamiento de las celdas que funcionan en generación de hidrógeno en cada una de las celdas (por ejemplo, polarización de la celda por encima de un umbral), de modo que cada uno de los valores t<n 1>, t<n2>_t<nj>se selecciona de manera independiente para que sea esencialmente igual o diferente. Cabe señalar que para las celdas del sistema que funcionan en modo de generación de oxígeno, los valores respectivos t<n>para las células generadoras de oxígeno se proporcionan como 0 y viceversa. El término "esencialmente igual" tal como se utiliza en el presente documento abarca una variación en los valores de entre 1% y 50%.
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos 1%, 3% 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 40% 35%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o todos (100%) de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>estén presentes (por ejemplo, se genera gas hidrógeno) y que sean esencialmente el mismo. En alguna otra realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o todos (100%) de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>—t<nju>
y que sean esencialmente el mismo. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<n>) se selecciona de manera independiente entre sí y pueden ser iguales o diferentes para cada uno
Manejando cada uno de los parámetros anteriores, el sistema puede ajustarse para funcionar en un modo discreto de generación de gas hidrógeno o de generación de gas oxígeno o en un modo continuo de generación de gas hidrógeno. Se puede lograr un modo discreto de generación de gas hidrógeno en condiciones en las que más del 50% de las dos o más celdas funcionen en un modo de generación de hidrógeno. Por ejemplo, para un sistema con 4 celdas que funcionan una vez (es decir, la matriz X tiene dimensiones de 4x1), el patrón de funcionamiento puede tener la siguiente representación:
Dicho patrón de funcionamiento para un valor umbral de V=1,23 V sintonizará el sistema para hacer funcionar las cuatro celdas en el modo de hidrógeno simultáneamente (v está por encima del valor umbral), comenzando en t=3 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" y cada celda se hace funcionar durante un tiempo q=100 segundos (o minutos u horas).
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos 1%, 3% 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 40% 35%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o todos y cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>esté presente (por ejemplo, se genera gas hidrógeno) y que sea diferente (de los otros). En alguna otra realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema opere de manera que al menos el 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>esté presente (por ejemplo, se genera gas hidrógeno) y que sea diferente (de los otros). Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<n>) se selecciona independientemente respecto de las otras y pueden ser iguales o diferentes entre sí.
Cabe señalar que los valores de t<n 1>, t<n2>t<nj>y qrn, q<n2>....q<nj>están determinados (predeterminados o durante el funcionamiento) para permitir al menos una de las siguientes acciones:
- La generación de gas hidrógeno comienza en el mismo momento (similar t<n>) en las dos o más celdas que funcionan en un modo de generación de hidrógeno y tiene la misma o diferente duración en cada celda de las dos o más celdas, o
- La generación de gas hidrógeno comienza en diferentes momentos (diferentes t<n>) en las dos o más celdas que funcionan en un modo de generación de hidrógeno y tiene duraciones iguales o diferentes en cada celda de las dos o más celdas.
Así, por ejemplo, las dos o más celdas comienzan a funcionar esencialmente en el mismo momento t<n>y funcionan con diferentes duraciones (es decir, diferentes q<ns>).
Alternativamente, las dos o más células comienzan a funcionar en diferentes momentos t<n>y funcionan con duraciones iguales o diferentes (es decir, diferentes q<ns>). Esta opción permite que las celdas que funcionan en modo de generación de hidrógeno detengan la generación de hidrógeno al mismo tiempo, a pesar de iniciar la generación de hidrógeno en momentos diferentes.
Por ejemplo, para un sistema con 3 celdas que funcionan una vez (es decir, la matriz X tiene dimensiones de 3x1), el patrón de funcionamiento puede tener la siguiente representación que permite la generación discreta de gas hidrógeno.
El sistema descrito en el presente documento puede funcionar para la generación de oxígeno gaseoso, es decir, en un modo de funcionamiento con oxígeno, independientemente de si se va a producir o no gas hidrógeno en el sistema. En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos 1%, 2%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% 35%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o todos y cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<m1>, t<m2>_t<mj>esté presente (esto es, se genera gas oxígeno) y sea esencialmente el mismo (que los otros). En alguna otra realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o todos y cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>esté presente (esto es, se genera gas oxígeno) y sea esencialmente el mismo (que los otros).
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos 1%, 2%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% 35%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o todos y cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<m 1>, t<m2>_t<mj>esté presente (esto es, se genera gas oxígeno) y sea diferente (de los demás). En alguna otra realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o todos y cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>t<nj>esté presente (esto es, se genera gas oxígeno) y sea diferente (de los otros).
Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<m>) se selecciona de manera independiente de las otras y pueden ser iguales o diferentes para cada t<m>.
El sistema descrito en el presente documento puede funcionar para la generación de gas hidrógeno y gas oxígeno, simultáneamente, es decir, en un modo de funcionamiento de hidrógeno y en un modo de funcionamiento de oxígeno. En aras de la claridad, cabe señalar que cada modo de funcionamiento funciona simultáneamente en una o más celdas diferentes de las dos o más celdas del sistema.
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% %, 90% o todos y cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<n1>, t<n2>_t<nj>esté presente (esto es, se genera gas hidrógeno) y sea esencialmente igual a los demás, mientras que en el resto de las celdas, como máximo 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10% o ninguno de los puntos de tiempo t<m 1>, t<m2>....t<mj>esté presente (esto es, se genera gas oxígeno) y sea esencialmente el mismo. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<n>) se selecciona de manera independiente de las otras y pueden ser iguales o diferentes para cada t<n>. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<m>) se selecciona de manera independiente de las otras y pueden ser iguales o diferentes para cada t<m>.
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% %, 90% o todos y cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>esté presente (esto es, se genera gas hidrógeno) y sea diferente de los demás, mientras que en las celdas restantes, como máximo 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10% o ninguno de los puntos temporales t<m 1>, t<m2>....t<mj>esté presente (esto es, se genera gas oxígeno) y sea diferente de los otros. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<n>) se selecciona de manera independiente de las otras y pueden ser iguales o diferentes para cada t<n>. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<m>) se selecciona de manera independiente de las otras y pueden ser iguales o diferentes para cada t<m>.
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% %, 90% o todos y cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>esté presente (esto es, se genera gas hidrógeno) y sea diferente de los demás , mientras que en las celdas restantes, como máximo 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10% o ninguno de los puntos temporales t<m 1>, t<m2>....t<mj>esté presente (esto es, se genera gas oxígeno) y sea diferente de los otros. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<n>) se selecciona para que sea la misma para cada t<n>. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<m>) se selecciona para que sea la misma para cada t<m>.
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o todos y cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>esté presente (esto es, se genera gas hidrógeno) y sea esencialmente igual a los demás, mientras que en las celdas restantes, como máximo 50%, 40%, 30%, 20%, 10% o ninguno de los puntos de tiempo t<m1>, t<m2>....t<mj>esté presente (esto es, se genera gas oxígeno) y sea esencialmente el mismo que los demás. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<n>) se selecciona de manera independiente entre ellas y pueden ser iguales o diferentes para cada t<n>. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<m>) se selecciona independientemente de las demás y pueden ser iguales o diferentes para cada t<m>.
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o todos y cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>esté presente (esto es, se genera gas hidrógeno) y sea diferente de los demás, mientras que en las celdas restantes, como máximo 50%, 40%, 30%, 20%, 10% o ninguno de los puntos de tiempo t<m 1>, t<m2>....t<mj>esté presente (esto es, se genera gas oxígeno) y sea diferente de los demás. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<n>) se selecciona de manera independiente de las demás y pueden ser iguales o diferentes para cada t<n>. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<m>) se selecciona de manera independiente de las demás y pueden ser iguales o diferentes para cada t<m>.
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o todos y cada uno (100%) de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>esté presente (esto es, se genera gas hidrógeno) y sea diferente de los demás, mientras que en las celdas restantes, como máximo 50%, 40%, 30%, 20%, 10% o ninguno de los puntos de tiempo t<m 1>, t<m2>....t<mj>está presente (esto es, se genera gas oxígeno) y es diferente de los demás. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<n>) se selecciona para que sea la misma para cada t<n>. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<m>) se selecciona para que sea la misma para cada t<m>.
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 50 %, 60 %, 70 %, 80 % o 90 % de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>esté presente (esto es, se genera gas hidrógeno) y sea esencialmente igual a los demás, mientras que en las celdas restantes, como máximo el 50%, 40%, 30%, 20% o 10% de los puntos de tiempo t<m 1>,<W>....t<mj>está presente (esto es, se genera gas oxígeno) y es esencialmente el mismo que los demás. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<n>) se selecciona de manera independiente de las otras y pueden ser iguales o diferentes para cada t<n>. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<m>) se selecciona de manera independiente de las demás y pueden ser iguales o diferentes para cada t<m>.
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 50 %, 60 %, 70 %, 80 % o 90 % de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>esté presente (esto es, se genera gas hidrógeno) y sea diferente de los demás, mientras que en las celdas restantes, como máximo el 50%, 40%, 30%, 20% o 10% de los puntos de tiempo t<m1>, t<m2>....t<mj>está presente (esto es, se genera gas oxígeno) y es diferente. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<n>) se selecciona de manera independiente de las demás y pueden ser iguales o diferentes para cada t<n>. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<m>) se selecciona de manera independiente de las demás y pueden ser iguales o diferentes para cada t<m>.
En alguna realización, el patrón de funcionamiento permite que el sistema funcione de manera que al menos el 50 %, 60 %, 70 %, 80 % o 90 % de los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>esté presente (esto es, se genera gas hidrógeno) y sea diferente de los demás, mientras que en las celdas restantes, como máximo el 50%, 40%, 30%, 20% o 10% de los puntos de tiempo t<m1>, t<m2>....t<mj>está presente (esto es, se genera gas oxígeno) y es diferente de los otros. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<n>) se selecciona para que sea la misma para cada t<n>. Cada una de las duraciones de funcionamiento (q<m>) se selecciona para que sea la misma para cada t<m>.
Cuando se hace referencia a que los puntos de tiempo t<n 1>, t<n2>_t<nj>o t<m 1>, t<m2>....t<mj>sean esencialmente el mismo, debe entenderse que el último punto de tiempo comienza dentro del valor acortado de la duración del tiempo.
Por ejemplo, para un sistema con 4 celdas que funcionan una vez (es decir, la matriz X es una matriz de una columna que tiene dimensiones de 4x1), el patrón de funcionamiento puede tener la siguiente representación:
Dicho patrón de funcionamiento para un valor umbral de v=1,23 V ajustará el sistema para que funcione de manera que:
Celda 1: se genera gas hidrógeno (v está por encima del valor umbral), comenzando en t = 3 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 100 segundos (o minutos u horas);
Celda 2: se genera gas hidrógeno (v está por encima del valor umbral), comenzando en t = 4 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 100 segundos (o minutos u horas);
Celda 3: se genera gas oxígeno (v está por debajo del valor umbral), comenzando en t = 4 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 96 segundos (o minutos u horas);
Celda 4: se genera gas oxígeno (v está por debajo del valor umbral), comenzando en t = 3 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 100 segundos (o minutos u horas).
El número de veces, punto de tiempo t<n>y/o punto temporal t<m>se repite, es decir, el número de veces que se inicia el proceso de generación de hidrógeno y/u oxígeno gaseoso, se denomina en el presente documento unciclo de funcionamiento(i). El término puede presentarse como un número entero que define el número de veces que se genera un gas en el sistema.
Por simplicidad, en un sistema en donde se generan simultáneamente gas hidrógeno y oxígeno,ciclo de funcionamiento(i) se refiere al número de veces que el punto de tiempo t<n>se repite. En otras palabras,ciclo de funcionamiento(i) representa el número de veces que se aplica la polarización permitiendo la generación de gas hidrógeno. El patrón de funcionamiento permite que el punto de tiempo t<n>se repita i veces, es decir, que el sistema tenga i ciclos de funcionamiento.
En algunas realizaciones, el patrón de funcionamiento puede permitir que cada uno de los momentos de fucnionamiento t<n 1>t<nj>tenga una duración q<n>. La duración puede representarse mediante una matriz de tiempos de duración q<1>... q<j>que puede ser igual o diferente de cualquier período de tiempo entre dos ciclos de funcionamiento sucesivos. El patrón de funcionamiento permite escoger de manera independiente cada una de las duraciones de operación q<1>... q<j>.
En algunas realizaciones, el patrón de funcionamiento comprende medios para permitir que al menos el 35%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o todas (100%) de las duraciones de funcionamiento q<1>... q<j>sean iguales.
En algunas realizaciones, el patrón de funcionamiento permite de manera similar que cada uno de los tiempos de funcionamiento t<m 1>,....t<mj>sean por un periodo de tiempo q<m>.
La generación continua de gas hidrógeno es posible mediante generaciones alternas de gas hidrógeno y gas oxígeno en las mismas celdas en ciclos de funcionamiento secuenciales. Por ejemplo, para un sistema con 4 celdas (j=4), que se hace funcionar dos veces (i=2), el patrón de funcionamiento puede tener la siguiente representación de una matriz de 4x2:
En el ejemplo de la opción anterior, el patrón de funcionamiento para un valor umbral de v=1,23 V ajustará el sistema para que funcione de la siguiente manera:
Primer ciclo de funcionamiento (i=1):
Celda 1: se genera gas hidrógeno (v está por encima del valor umbral), comenzando en t = 3 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 100 segundos (o minutos u horas);
Celda 2: se genera gas hidrógeno (v está por encima del valor umbral), comenzando en t = 4 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 100 segundos (o minutos u horas);
Celda 3: se genera gas oxígeno (v está por debajo del valor umbral), comenzando en t = 4 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 96 segundos (o minutos u horas);
Celda 4: se genera gas oxígeno (v está por debajo del valor umbral), comenzando en t = 3 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 100 segundos (o minutos u horas);
Segundo ciclo de funcionamiento (i=2):
Celda 1: se genera gas oxígeno (v está por debajo del valor umbral), comenzando en t = 105 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 100 segundos (o minutos u horas); - durante esta generación, el ánodo se regenera;
Celda 2: se genera gas oxígeno (v está por debajo del valor umbral), comenzando en t = 105 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 120 segundos (o minutos u horas); - durante esta generación, el ánodo se regenera;
Celda 3: se genera gas hidrógeno (v está por encima del valor umbral), comenzando en t = 104 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 150 segundos (o minutos u horas);
Celda 4: se genera gas hidrógeno (v está por encima del valor umbral), comenzando en t = 104 segundos (o minutos u horas) desde un tiempo "0" durante un período de duración de 100 segundos (o minutos u horas).
Como se aprecia, dicho patrón de funcionamiento puede repetirse muchas veces con cualquier cambio permitido.
En los casos en que el funcionamiento se repite nuevamente de manera idéntica, dicha operación se puede repetir I veces.
Durante la generación continua de gas hidrógeno, al menos algunas de las celdas que funcionan en un modo de generación de hidrógeno en i=1 se regeneran en i=2 para permitir que la generación de gas hidrógeno en i=3 se regenere en i=4 y así sucesivamente.
En algunas realizaciones, en las que la operación en i=3 es idéntica a la operación en i=1 y la operación en i=4 es idéntica a la operación en i=2, I=2.
Como tal y según algunas realizaciones, durante la generación continua de gas hidrógeno, se obtiene un funcionamiento óptimo del sistema en caso de que el número de celdas generadoras de hidrógeno sea al menos igual al número de celdas generadoras de oxígeno.
En algunas realizaciones, el modo continuo comprende en un primer ciclo de funcionamiento la generación de gas hidrógeno en al menos una de las al menos dos celdas en paralelo y la generación de gas oxígeno en al menos una celda diferente de las al menos dos celdas y en un segundo ciclo de funcionamiento la generación de gas hidrógeno en al menos una de las al menos dos celdas, en la cual se generó gas oxígeno en el primer ciclo de funcionamiento en paralelo a la generación de gas oxígeno en al menos una celda de las al menos dos celdas en donde se generó gas hidrógeno en el primer ciclo de funcionamiento.
En lafigura 2se muestra una realización del sistema descrito en el presente documento. Un sistema (20) comprende, en esta realización particular, dos celdas E-TAC (30, 40), pero puede comprender más de dos de dichas células. El sistema comprende además un conjunto de tuberías (50), al menos un depósito de líquido para contener una disolución acuosa (60), que puede ser común al sistema en su conjunto, y puede alimentar la disolución a los separadores de líquido-gas (70). y (80). Los separadores líquido-gas (70) y (80) proporcionan distintos depósitos de electrolitos que contienen gas hidrógeno u oxígeno. Los separadores líquido-gas (70) y (80) alimentan o reciben una disolución de las celdas, según el modo de funcionamiento. Se proporcionan separadores de líquido-gas (70) y (80) de manera que los gases desprendidos se separen del medio acuoso y se envíen a los depósitos de gas (no mostrados). La unidad de control (10) asociada con el sistema se describe a modo de ejemplo en lafigura 1.Cada una de las dos celdas (30, 40) comprende al menos una entrada (32, 34 y 42, 44) y al menos una salida (36, 38 y 46, 48, respectivamente).
Además de los separadores líquido-gas (70) y (80), el sistema aquí descrito puede comprender un separador adicional. Lafigura 2Bmuestra un ejemplo del sistema descrito en el presente documento que comprende un separador de desmezclado adicional (190). El sistema (120) comprende, en esta realización particular, dos celdas E-TAC (130, 140), pero puede comprender más de dos de dichas celdas, un conjunto de tuberías (500) y separadores de líquido-gas (170) y (180) cómo se describe en relación con lafigura 2A. El conjunto de tuberías (500, mostrado en lafigura 2B) contiene tres subconjuntos de tuberías distintos (501, 502, 503), cada uno conectado a los separadores líquido-gas (170, 180, 190). El sistema según esta realización comprende un separador de desmezclado (190). Los separadores líquido-gas (170, 180, 190) proporcionan distintos depósitos de electrolito que contienen oxígeno (170), hidrógeno (180) o pequeños restos de ambos (190). La temperatura del electrolito se mantiene por debajo de 60 °C para el separador líquido-gas de hidrógeno (180) o por encima de 60 °C para el separador líquido-gas de oxígeno. El separador de desmezclado (190) se mantiene a una temperatura comprendida entre 40°C y 70°C. Se sugiere que dicha temperatura sea relativamente baja y que por lo tanto se pueda realizar al menos una de las opciones: (i) prevenir la mezcla de hidrógeno y oxígeno definiendo las dos o más celdas entre la generación de gas hidrógeno y la generación de gas oxígeno, (ii) terminar la generación de oxígeno gas antes de que los electrolitos necesarios para la generación de gas hidrógeno se transfieran a la celda y (iii) proporcionar almacenamiento de calor que reduzca las pérdidas de calor por conmutación.
La unidad de control (10) asociada con el sistema se describe a modo de ejemplo en lafigura 1. Cada una de las dos celdas (130, 140) comprende al menos una entrada (132 y 142) y al menos una salida (136 y 146, respectivamente).
Como se describe en el presente documento, cada una de las dos o más celdas incluye un conjunto de electrodos que comprende un electrodo de ánodo y un electrodo de cátodo que puede tener cualquier forma o puede configurarse en formas y estructuras específicas.
Como se describe en el presente documento, cada una de las dos o más celdas puede diseñarse para proporcionar polarización (voltaje, potencia) para la generación de gas hidrógeno y para permitir que el electrolito necesario para la generación de gas fluya hacia el conjunto de electrodos. En algunas realizaciones, el voltaje puede transmitirse al conjunto de electrodos a través de conexiones en cualquier lado/extremo de la celda. Lafigura 2Cmuestra un ejemplo de una celda ETAC (200) que comprende una conexión de electrodo anódico (220) y de electrodo catódico (240) en el extremo superior o en el extremo inferior.
En algunas realizaciones, al menos uno de los electrodos, ánodo y cátodo, tiene una forma plana y se montan juntos. Las figuras 2D y 2E muestran un ejemplo de un conjunto de electrodos con los electrodos anódicos conectados al contacto superior y los electrodos catódicos conectados al contacto inferior o viceversa.
En algunas realizaciones, al menos uno de los electrodos, ánodo y cátodo, se montan como electrodos enrollados y el conjunto de electrodos incluye un electrodo anódico, un electrodo catódico y opcionalmente al menos un separador no conductor enrollados juntos. Lafigura 2Fmuestra un ejemplo de montaje de electrodos enrollados dentro de una celda.
El sistema según realizaciones de la invención comprende dos celdas E-TAC o más; cada celda se configura para contener una disolución acuosa y comprende al menos una entrada, al menos una salida, un conjunto de tuberías que comprende canales de comunicación de líquido, tuberías, configuradas para permitir el flujo de la disolución acuosa desde un separador de gas líquido/depósito de líquido, configurado para contener un electrolito caliente, en cada una de las celdas E-TAC; y canales de comunicación de líquidos, tuberías, para permitir el flujo de la disolución acuosa desde un separador de gas líquido/depósito de líquido de hidrógeno, configurado para contener un electrolito frío, en las celdas E-TAC. También se pueden incluir canales y tuberías de comunicación de gas, configurados para permitir el flujo de gas hidrógeno desde el separador de gas líquido de hidrógeno y/o cada una de las celdas E-TAC hacia un depósito de gas para contener gas hidrógeno, y canales y tuberías de comunicación de gas, configurados para permitir el flujo de oxígeno gaseoso desde el separador de gas líquido de oxígeno y/o cada una de las celdas E-TAC hacia un depósito de gas para contener oxígeno gaseoso.
* El flujo que entra y sale de cada una de las dos o más celdas (incluyendo, por ejemplo, la dirección del flujo y el caudal (velocidad)) se indica en conjunto en el presente documento con el términopatrón de circulación.
La al menos una entrada y al menos una salida se configuran para permitir la circulación de la disolución acuosa y del gas en el sistema. El flujo que entra y sale de cada una de las dos o más celdas (incluyendo, por ejemplo, la dirección del flujo y el caudal (velocidad)) se denomina en conjunto en el presente documentopatrón de circulación.
En algunas realizaciones, la al menos una entrada es para recibir una disolución acuosa en las dos o más celdas y la al menos una salida para evacuar una disolución acuosa y/o un gas de las dos o más celdas.
Ladisolución acuosaes cualquier disolución acuosa adecuada para uso en electrólisis de agua. En algunas realizaciones, la disolución acuosa, que es una disolución electrolítica, comprende un electrolito metálico. En algunas realizaciones, el electrolito se selecciona entre Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr o Ba, o una sal o un hidróxido de ellos. En algunas realizaciones, el metal es un metal alcalino. En algunas realizaciones, el electrolito comprende un hidróxido metálico. En algunas realizaciones, el hidróxido metálico es NaOH o KOH. En algunas realizaciones, el electrolito de hidróxido metálico es KOH. En algunas realizaciones, la disolución acuosa es un electrolito tampón carbonatobicarbonato. En algunas realizaciones, la disolución acuosa se caracteriza por un pH superior a 7, opcionalmente al menos 8, opcionalmente al menos 9, opcionalmente al menos 10, opcionalmente al menos 11, opcionalmente al menos 12, opcionalmente al menos 13 y opcionalmente al menos 14. En algunas realizaciones, la disolución acuosa es una disolución ácida.
En algunas realizaciones, el patrón de circulación puede ser el flujo de una disolución acuosa en cada uno de los dos o más compartimentos. En algunas realizaciones, el patrón de circulación puede ser el flujo de un gas desde cada uno de los dos o más compartimentos. Como puede entenderse, el patrón de circulación se define de forma independiente para cada una de las células en las dos o más células. En algunas realizaciones, el patrón de circulación permite la circulación de electrolito caliente en al menos una celda de las dos o más celdas para aumentar la generación de oxígeno.
En algunas realizaciones, el método comprende al menos dos ciclos de funcionamiento; cada ciclo de funcionamiento comprende la generación de gas hidrógeno y de gas oxígeno, generándose cada gas en celdas diferentes.
En algunas realizaciones, el método comprende, además, interrumpir la polarización en un tercer momento en dicha al menos otra de dichas dos o más celdas para oxidar reversiblemente el electrodo del ánodo para generar gas oxígeno mientras se aplica en el tercer momento una polarización eléctrica en dicha una de dichas dos o más celdas para provocar la reducción de agua y generar gas hidrógeno, en tanto que el tercer momento es posterior al segundo punto de tiempo; en donde cada una de las celdas está configurada para funcionar según un patrón de funcionamiento predeterminado, para permitir la generación de gas hidrógeno y/o gas oxígeno.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para comprender mejor el tema que se divulga en el presente documento y ejemplificar cómo se puede llevar a cabo en la práctica, ahora se describirán realizaciones, únicamente a modo de ejemplo no limitante o restrictivo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
Lafigura 1es una representación esquemática de una unidad de control del sistema descrito en el presente documento que comprende datos de entrada, datos de salida, una memoria y un procesador.
Lasfiguras 2Aa2Fson representaciones esquemáticas de ejemplos de realizaciones del sistema descrito en el presente documento (figuras 2Ay2B) y de diversos componentes del sistema; E-TAC (figura 2C) y conjunto de electrodos (figuras 2Da2F).
Lafigura 3es un gráfico que muestra el bajo consumo de energía del sistema E-TAC descrito en este documento.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES
EJEMPLOS NO RESTRICTIVOS
Ejemplo 1- Consumo de energía eléctrica
Este experimento tenía como objetivo medir el consumo de energía del sistema E-TAC.
El experimento incluyó una secuencia de cuatro ciclos del E-TAC. Durante cada ciclo, se produce hidrógeno electroquímicamente mientras se consume energía eléctrica suministrada por el potenciostato, como se presenta en lafigura 3.
Durante cuatro ciclos de E-TAC se produjeron 43,4 ml de hidrógeno puro consumiendo sólo 154,3 mWh (equivalente a 39,5 kWh/kg (3,55 kWh/Nm3)). El consumo de energía eléctrica es el producto del voltaje y la corriente aplicados. El hidrógeno producido se calcula en función de la carga transferida durante cada ciclo y de la reacción electroquímica del hidrógeno (HER, por sus siglas en inglés):
4 H2O 4e-^ 2 H2 4OH-Este experimento demuestra el bajo consumo de energía (energía eléctrica) de un sistema de electrólisis basado en E-TAC.
Ejemplo 2-Balance de calor del proceso E-TAC:
La siguiente tabla resume las propiedades termodinámicas del proceso E-TAC (Macdonald & Challingsworth, n.d.; Silverman, 1981):
Según los datos termodinámicos presentados en la tabla, la reacción electroquímica de producción de hidrógeno no es espontánea y absorbe calor del ambiente para voltajes de celda inferiores a 1,56 V. Por otro lado, la reacción química de producción de oxígeno es espontánea y exotérmica, liberando calor a su entorno. Así (considerando sólo la termodinámica de la reacción), para la fase de producción de hidrógeno a baja temperatura, la temperatura de la celda disminuirá con el funcionamiento si el voltaje de la celda no supera los 1,56 V, y para la fase de producción de oxígeno a alta temperatura, la temperatura de la celda aumentará, debido a la reacción exotérmica.
Paso 1: producción electroquímica de hidrógeno.
La energía total necesaria para la fase de generación de hidrógeno está dada por AH = AG+TAS, donde AH es la entalpía de reacción, AG es la energía libre de Gibbs o electricidad requerida y TAS= AQin es el calor necesario a una temperatura constante T. El calor necesario igual a TAS puede suministrarse eléctricamente, en cuyo caso el funcionamiento de la celda es adiabático. Por tanto, las condiciones adiabáticas para la fase de generación de hidrógeno se alcanzan a Vcelda=1,56V. Por debajo de 1,56 V, el sistema es endotérmico, absorbe calor del ambiente y enfría eficazmente el sistema. Para mantener la celda a temperatura ambiente, se debe suministrar calor según:
k]
AQ@l,40l', = (1,56 - 1,40) x 192,97 (
\m---o-l -h r
i ^
dro.-g-e--n--o- )
) =15,4 (
V■
\:mol hidrógeno
Paso 2: producción química de oxígeno
La fase de generación de oxígeno es exotérmica, liberando calor al ambiente.
Aunque el agua y el oxihidróxido de níquel deben calentarse desde la temperatura ambiente hasta la temperatura del proceso (al menos 60 °C), el calor liberado es igual al calculado a 25 °C.
Después de la reacción de regeneración, se libera oxígeno de la celda, se enfría nuevamente a temperatura ambiente y el hidróxido de níquel se vuelve a colocar en un electrolito frío para la producción de hidrógeno. Por lo tanto, la suma de los cambios de entalpía es igual al cambio de entalpía de la reacción de regeneración a 25°C,<A>H°rxn = - 15,3 kJ/mol H<2>.
El calor liberado por la generación exotérmica de oxígeno es igual al calor necesario para la producción endotérmica de hidrógeno a V<celda>= 1,48 V. Este resultado significa que 1,48 V es el voltaje termo-neutro para la división del agua. Además del calentamiento por reacción química, también se debe considerar el calentamiento del suministro de agua (se consume agua durante la producción de oxígeno). Para estimar el calor necesario para calentar el agua suministrada a 90°C (para fomentar la generación de oxígeno), se tomaron las siguientes medidas:
1. El agua se calentó desde temperatura ambiente (25°C) hasta 90°C.
2. Se aisló la célula E-TAC - proceso adiabático.
Se supuso que todo el calor almacenado en el agua consumida por la reacción se pierde al escapar con el O<2>. Este calor perdido se puede reutilizar agregando un intercambiador de calor para capturar el calor del gas oxígeno que se escapa.
Para producir 1 mol de hidrógeno, se calienta 1 mol de agua de 25°C a 90°C.
Q = mjC / T=4,03kJ_
mal hidrógeno,
Todos los datos deCputilizados en este cálculo fueron descritos por Macdonald, Digby D (1993).
Macdonald, Digby D. y Mark L. Challingsworth. "Thermodynamics of Nickel-Cadmium and Nickel-Hydrogen batteries” (Termodinámica de baterías de níquel-cadmio y níquel-hidrógeno). Journal of the Electrochemical Society 140.3 (1993): 606-609.
Cambio entre los pasos de producción de oxígeno e hidrógeno
Además del calor consumido y liberado por las reacciones químicas, también se debe considerar el calentamiento y enfriamiento de la celda E-TAC.
Para estimar el calentamiento y enfriamiento de la celda E-TAC durante el cambio entre los pasos de producción de hidrógeno y oxígeno, se tomaron las siguientes medidas:
1. La celda se enfrió o calentó desde temperatura ambiente (25°C) hasta 90°C.
2. Se aisló la célula E-TAC - proceso adiabático. Por tanto, sólo los electrodos cambian su temperatura.
3. El sustrato del ánodo y del cátodo era de espuma de níquel.
4. El ánodo contiene una proporción molar de 1:2 de espuma de níquel a NiOH2. Los electrodos fabricados hasta ahora tienen una proporción de 1:1, pero se prefiere una proporción de 1:2 y ello se puede conseguir.
Para producir 1 mol de hidrógeno se necesitan 2 moles de Ni(OH)2 . Por lo tanto, en el conjunto del ánodo y del cátodo se calentaron y enfriaron durante el cambio 2 moles de níquel y 2 moles de Ni(OH)2 .
Todos los datos de C<p>utilizados en este cálculo fueron descritos por Macdonald, Digby D (1993).
Ciclo global del E-TAC
Considerando tanto la termodinámica de las reacciones como el calentamiento y enfriamiento del agua y de los electrodos, se ha encontrado que:
Durante la producción de hidrógeno, la reacción consume 15,4 y enfriando los electrodos de 90°C ak '
25°C se liberan aproximadamente 15,4 p0r tanto, se espera que la producción de hidrógeno sea neutra térmicamente. Sin embargo, en condiciones prácticas, este paso puede necesitar algo de calentamiento o enfriamiento que puede lograrse fácilmente mediante ligeros cambios en el voltaje de funcionamiento o algo de enfriamiento por aire.
k
Durante la producción de oxígeno, la reacción libera 15,3 y calentar los electrodos y el suministro de
agua de 90°C a 25°C consume 19,4 . p0r lo tanto, se requiere algo de calentamiento para proporcionar
el exceso de 4,1 ( )qUe es só|0 e| 1 ,4% de |os 284 kJ almacenados en el mol de hidrógeno producido.
Claims (14)
1. Un sistema electroquímico (20) para generar gas hidrógeno y gas oxígeno, comprendiendo el sistema:
dos o más celdas químicas activadas térmicamente electroquímicas (ETAC) (30, 40), cada una configurada para contener una disolución acuosa y que comprende al menos un conjunto de electrodos, teniendo cada una un electrodo catódico y un electrodo anódico;
estando configuradas dichas dos o más celdas ETAC para generar gas hidrógeno en presencia de polarización eléctrica, y generar gas oxígeno en ausencia de polarización, y
una unidad de control configurada para hacer funcionar las dos o más celdas según un patrón de funcionamiento predeterminado para generar gas hidrógeno en algunas de las celdas y generar simultáneamente gas oxígeno en otras celdas.
2. El sistema según la reivindicación 1, comprendiendo el sistema:
dos o más celdas ETAC, cada una configurada para contener una disolución acuosa y que comprende al menos un conjunto de electrodos, teniendo cada una un electrodo catódico y un electrodo anódico, estando configurado dicho electrodo del cátodo para provocar la reducción de agua en dicha disolución acuosa en respuesta a una polarización eléctrica aplicada, para generar de ese modo gas hidrógeno e iones hidróxido,
siendo capaz dicho electrodo del ánodo de sufrir oxidación reversible en presencia de iones hidróxido, y de sufrir reducción en ausencia de polarización, para generar gas oxígeno, y
una unidad de control configurada para hacer funcionar las dos o más celdas según un patrón de funcionamiento predeterminado.
3. El sistema según la reivindicación 1 o 2, en donde el patrón de funcionamiento predeterminado permite uno o más ciclos de funcionamiento del sistema.
4. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el patrón de funcionamiento proporciona para cada celda de las dos o más celdas una salida en forma de al menos una selección de modo y una selección de parámetros de funcionamiento.
5. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el patrón de funcionamiento proporciona una salida que comprende al menos uno de los elementos: (i) polarización aplicada, (ii) momento de funcionamiento y (iii) duración de funcionamiento de cada una de los dos o más celdas.
6. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que puede funcionar en un modo de generación continua de gas hidrógeno.
7. El sistema según la reivindicación 6, en donde el modo continuo comprende, en un primer ciclo de funcionamiento, la generación de gas hidrógeno en al menos una de las dos o más celdas, en paralelo a la generación de gas oxígeno en al menos una celda diferente de las dos o más celdas y en un segundo ciclo de funcionamiento, generación de gas hidrógeno en al menos una celda diferente de las dos o más celdas, en paralelo a la generación de gas oxígeno en al menos una de las dos o más celdas.
8. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el patrón de funcionamiento permite el funcionamiento de dos o más celdas con la misma polarización, en el mismo momento de funcionamiento o en diferentes momentos de funcionamiento y durante un período temporal de la misma o diferente duración y opcionalmente a la misma o diferente temperatura.
9. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el conjunto de electrodos se selecciona entre conjunto monopolar, conjunto bipolar, conjunto plano y conjunto enrollado.
10. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende al menos un depósito.
11. El sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende al menos un separador de fases configurado para extraer el gas.
12. Un método para generar gas hidrógeno y gas oxígeno, comprendiendo el método:
en un sistema que comprende dos o más celdas químicas activadas térmicamente electroquímicas (E-TAC), cada una de las cuales contiene una disolución acuosa y comprende un conjunto de electrodos que tiene un electrodo catódico y un electrodo anódico,
- aplicar una polarización eléctrica en al menos una de dichas dos o más celdas en un primer momento para provocar la reducción de agua y generar gas hidrógeno; e
- interrumpir la polarización en al menos una de dichas dos o más celdas en un segundo momento para oxidar reversiblemente el electrodo de ánodo para generar oxígeno gaseoso mientras se aplica una polarización eléctrica en el segundo momento en al menos otra de dichas dos o más celdas para provocar la reducción de agua y generar gas hidrógeno, teniendo en cuenta que el segundo punto de tiempo es posterior al primer punto de tiempo.
13. El método según la reivindicación 12, que comprende al menos dos ciclos de funcionamiento; cada ciclo de funcionamiento comprende la generación de gas hidrógeno y la generación de gas oxígeno en diferentes celdas.
14. El método según la reivindicación 12 o 13, que además comprende
- interrumpir la polarización en un tercer momento para oxidar reversiblemente el electrodo de ánodo para generar gas oxígeno mientras se aplica por tercera vez una polarización eléctrica en dicha una de dichas dos o más celdas para provocar la reducción de agua y generar gas hidrógeno, teniendo en cuenta que el tercer punto temporal es posterior al segundo punto de tiempo;
en donde cada una de las celdas se configura para funcionar según un patrón de funcionamiento predeterminado, para permitir la generación de gas hidrógeno y gas oxígeno.
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| GB201119283D0 (en) * | 2011-11-08 | 2011-12-21 | Univ Glasgow | Apparatus and methods for the electrochemical generation of oxygen and/or hydrogen |
| US9543609B2 (en) * | 2012-03-05 | 2017-01-10 | Eos Holding Sa | Redox flow battery for hydrogen generation |
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