MODELACIÓN MATEMÁTICA DE LA REACCIÓN DE EVOLUCIÓN DEL HIDRÓGENO UTILIZANDO HClO4 Y H2SO4 COMO ELECTROLITOS

Resumen

Las celdas de combustible constituyen en la actualidad una de las principales tecnologías que son objeto de continuas investigaciones en la búsqueda de fuentes alternativas de energía, cuyo impacto al ambiente sea mínimo. Sin embargo la utilización de esta tecnología, se ha visto limitada por factores tales como el elevado costo de los distintos componentes que conforman una celda de combustible. Por ejemplo, el platino empleado por excelencia como el mejor catalizador para llevar a cabo la reacción química entre hidrógeno y oxígeno, responsable de la producción de energía eléctrica. En la búsqueda de la optimización o sustitución del platino, es importante contar con una metodología que permita realizar un diagnóstico in situ del estado de dicho catalizador. Este diagnóstico involucra aspectos tales como la determinación de los sitios activos y la carga y la degradación que el catalizador puede ir sufriendo durante el funcionamiento de la celda. El presente trabajo consiste en el desarrollo de un modelo matemático que alimentado con las constantes de velocidad y los fenómenos involucrados en la reacción de la evolución del hidrógeno, produce como datos de salida, las curvas de polarización (E vs I) y de espectroscopia de impedancia electroquímica para dicha reacción. Se consideró para la modelación, al Pt monocristalino preferenciado en las direcciones (111) y (100) como catalizador y usando diversos ácidos como electrolitos. Las curvas obtenidas con el algoritmo matemático muestran una correlación de la influencia del tipo y concentración de los ácidos usados como electrolitos y la densidad de corriente eléctrica debido a la evolución del H₂. Finalmente, este modelo deja abierta la posibilidad de explorar el efecto del cambio en los valores de las variables involucradas en las reacciones de una celda de combustible, lo que nos permitirá evaluar in situ el estado y comportamiento del catalizador.