Análisis de viabilidad en la producción de biohidrógeno a bajo costo a partir de efluentes de aguas residuales domésticas

Abstract

Para optimizar el desempeño de los biodigestores anaerobios, se plantea una alternativa innovadora: potenciar la generación de metano a través de la reacción entre el hidrógeno y el CO2 presentes en estos sistemas. La obtención de este hidrógeno se puede llevar a cabo mediante un proceso electroquímico conocido como electrólisis. El objetivo central de esta investigación es sintetizar hidrogeno, con miras a implementar esta mejora, haciendo uso de tecnologías de bajo costo en los efluentes de biodigestores. Para alcanzar este propósito, se ejecutó un diseño experimental factorial completo con tres niveles y tres factores, abordando diversos parámetros operativos que inciden en el proceso de electrolisis. Entre estos parámetros se incluyen el voltaje (9 V, 6 V, 12 V) y el amperaje (0,4 A, 1 A, 2 A), junto con la introducción de nuevos criterios, como el uso de biochar como electrolito (0 g/l, 50 g/l, 150 g/L). Los resultados clave revelaron que la producción de hidrógeno (ml/h) aumenta de manera lineal en función exclusiva al incremento de los voltajes y concentración de biochar aplicados, siendo la máxima producción de 2,76ml/h a 12 V, 150 g/L de biochar y 1 A. Por otro lado, se observó que el incremento en el amperaje no ejerce ninguna influencia en el aumento de la producción de hidrógeno, ya que esta se mantiene constante. Al final, se diseñó un electrolizador de bajo costo, aprovechando un panel fotovoltaico para la síntesis eficiente de hidrógeno, basándonos en los hallazgos obtenidos en el laboratorio.