Influencia del electrolito y densidad de corriente para la producción de Hidrógeno utilizando placas de grafito como electrodo

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dc.contributor.advisorSolis Muñoz, Haniel
dc.contributor.authorRodriguez Mantilla, Marlon Cleiser
dc.contributor.authorLaca Ramírez, José Miguel
dc.date.accessioned2025-03-06T19:28:12Z
dc.date.available2025-03-06T19:28:12Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractEl presente trabajo tuvo como objetivo la determinación de la influencia que el electrolito y la densidad de corriente tienen sobre la electrólisis utilizando placas de grafito como electrodos. Para esto se realizó una investigación cuantitativa experimental, haciendo uso de 2 placas de grafito de 12cm * 12cm * 0.5cm para el proceso de electrólisis. Se utilizaron 3 electrolitos distintos, agua de mar cruda, agua de mar con pretratamiento de sulfato de alúmina y agua de mar con KOH a 1M; siendo probados a 4 densidades de corrientes diferentes (100, 200, 300 y 400 A/m2 ); con la finalidad de determinar si es que estos parámetros son significativos con respecto al volumen de hidrógeno producido durante el proceso de electrólisis. La muestra se extrajo del balneario de Huanchaquito, siendo un total de 200 litros de agua de mar para las pruebas de parámetros fisicoquímicos y corridas experimentales. Se realizaron un total de 36 corridas experimentales (3 repeticiones por combinación de variables) con una duración de 20 minutos cada una, siendo los resultados registrados y analizados mediante un ANOVA de 2 factores con interacción y post hoc de tukey. Los resultados denotaron que el electrolito, la densidad de corriente y la interacción de ambos fueron factores significativos en la producción de hidrógeno, siendo el tratamiento con los mejores resultados el de agua de mar con KOH 1M a 400 A/m2 , con una media de 2161.67 mL de hidrógeno, mientras que los resultados más bajos se obtuvieron del agua de mar con sulfato de alúmina a 100 A/m2 , con una media de 414.33mL de hidrógeno. A su vez, se determinó que no existen diferencias significativas entre la producción de los electrolitos a bajas densidades de corriente, pero a mayores densidades de corriente (>200 A/m2 ) el agua de mar con KOH presenta una producción significativamente mayor que los otros dos electrolitos. Palabras clave: Electrólisis, grafito, hidrógeno, agua de mar, densidad de corriente. ABSTRACT The objective of this study was to determine the influence of the electrolyte and current density on electrolysis using graphite plates as electrodes. For this purpose, a quantitative experimental investigation was conducted, using two graphite plates measuring 12 cm x 12 cm x 0.5 cm for the electrolysis process. Three different electrolytes were used: raw seawater, seawater pre-treated with aluminum sulfate, and seawater with KOH at 1M concentration. These were tested at four different current densities (100, 200, 300, and 400 A/m²) to assess whether these parameters significantly affected the volume of hydrogen produced during electrolysis. The sample was taken from Huanchaquito beach, totaling 200 liters of seawater for the physicochemical parameter tests and experimental runs. A total of 36 experimental runs were conducted (3 repetitions for each variable combination), each lasting 20 minutes, with the results recorded and analyzed using a two-factor ANOVA with interaction and a Tukey post hoc test. The results indicated that the electrolyte, current density, and their interaction were significant factors in hydrogen production. The best results were obtained using seawater with 1M KOH at 400 A/m², yielding an average of 2161.67 mL of hydrogen, while the lowest results were obtained with seawater treated with alum sulfate at 100 A/m², yielding an average of 414.33 mL of hydrogen. Additionally, it was determined that there are no significant differences in production among the electrolytes at low current densities, but at higher current densities (>200 A/m²), seawater with KOH shows a significantly higher production compared to the other two electrolytes. Keywords: Electrolysis, graphite, hydrogen, seawater, current density.
dc.description.tableofcontentsTABLA DE CONTENIDOS I. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... 1 1.1. Realidad Problemática........................................................................................................ 1 1.2. Antecedentes: ..................................................................................................................... 2 1.3. Marco Teórico.................................................................................................................... 8 1.4. Justificación: .................................................................................................................... 18 1.5. Problema .......................................................................................................................... 22 1.6. Hipótesis........................................................................................................................... 22 1.7. Objetivos.......................................................................................................................... 22 II. METODOLOGÍA DE TRABAJO: ............................................................................................. 23 2.1. Ubicación del Área de Trabajo: ............................................................................................ 23 2.2. Materiales y Métodos:........................................................................................................... 24 2.3. Diseño de la Investigación: ................................................................................................... 29 2.4. Diseño Experimental:............................................................................................................ 32 III. ANÁLISIS DE RESULTADOS: ............................................................................................... 36 3.1. Parámetros del agua de mar .................................................................................................. 36 3.2. Diseño y construcción de la celda ......................................................................................... 37 3.3. Resultados experimentales cualitativos................................................................................. 38 3.4. Resultados experimentales cuantitativos............................................................................... 42 3.5. Análisis estadístico................................................................................................................ 48 IV. DISCUSIONES: ........................................................................................................................ 54 IV. CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 56 V. RECOMENDACIONES ............................................................................................................. 57 VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................................... 58 VII. ANEXOS................................................................................................................................. 63
dc.formatapplication/pdf
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14414/23683
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Nacional de Trujillo - Fondo Editorial
dc.publisher.countryPE
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectTECHNOLOGY::: Electrólisis, grafito, hidrógeno, agua de mar, densidad de corriente
dc.subject.ocdehttps://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.00
dc.titleInfluencia del electrolito y densidad de corriente para la producción de Hidrógeno utilizando placas de grafito como electrodo
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
renati.advisor.dni80397549
renati.advisor.orcid0000-0002-9482-9818
renati.author.dni79299913
renati.author.dni70983045
renati.discipline531036
renati.jurorHaro Aro Elias Fernando
renati.jurorOtoya Zelada Antonio Manuel
renati.jurorDíaz Díaz Natalia del Pilar
renati.jurorSolis Muñoz Haniel
renati.levelhttps://purl.org/pe-repo/renati/level#tituloProfesional
renati.typehttps://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis
thesis.degree.disciplineIngeniería Ambiental
thesis.degree.grantorUniversidad Nacional de Trujillo. Facultad de Ingenieria Química
thesis.degree.nameIngeniero Ambiental
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