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Ulleberg (14). Dado que el voltaje total de celda será la suma del voltaje reversible

y las irreversibilidades del proceso, la ecuación planteada por Ulleberg para
modelar la tensión necesaria para que tenga lugar la electrólisis en función de la
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densidad de corriente (A/cm ), se basa en definir los parámetros "s" (V) y "t"
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(m /A) relacionados con los sobrepotenciales de activación de los electrodos y "r"
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(Ω· m ) para los sobrepotenciales óhmicos (los sobrepotenciales de concentración
se desprecian), según Ecuación 2:

V = Vrev + r · i + s log(t · i + 1) Ecuación 2

r = r1+ r2 · T Ecuación 3

t 2 t 3
t = t + + Ecuación 4
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T T 2
No obstante, el modelo original desarrollado por Ulleberg (14) sólo considera
como parámetro de operación la temperatura (T), manteniendo como constantes

otras variables de interés. Con el objetivo de obtener un modelo más amplio, en
este trabajo la Ecuación 2 se ha modificado para incluir la presión (p) y la
concentración de electrolito (M). Para ello se han incorporado dos parámetros
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adicionales sobre el modelo original: "j" (Ω· m ) y "d" (Ω· m ), que representan
respectivamente, la variación de los sobrepotenciales óhmicos en función de la
concentración y presión del electrolito:

d = d1 + d2 · p Ecuación 5

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j = j1 + j2 · M + j3 · M Ecuación 6

Experimentalmente, se ha comprobado que la conductividad varía de forma
cuadrática con la concentración de electrolito (Ecuación 6), para un rango definido
de concentraciones, ya que existe un valor de conductividad máxima. Respecto a la
presión del sistema, se ha obtenido que la resistencia aumenta de forma lineal con
el aumento de la presión (Ecuación 5).

En base a esto se propone la siguiente expresión para el cálculo de la tensión:

V = Vrev + (r + j + d) · i + s · log(t · i + 1) Ecuación 7

2.2. Validación experimental

Un stack (apilamiento de celdas) de electrolisis alcalina ha sido caracterizado en un
banco de ensayos (Figura 2) a diferentes condiciones de operación para llevar a
cabo este estudio.

Modelado de sistemas de electrolisis alcalina para la producción de hidrógeno… |25