Resumen de Efectos isotópicos en los procesos de producción y almacenamiento de hidrógeno
1. Motivación.
La presente Tesis Doctoral pretende abordar la producción y el almacenamiento de hidrógeno, mediante el análisis de los efectos isotópicos entre H y D en estas reacciones. El objetivo fundamental de este trabajo es poner de relieve cómo el análisis de los efectos isotópicos puede ayudar a conocer mejor estos procesos.
2. Caracterización Experimental de un Sistema de Análisis de Gases basado en la Espectrometría de Masas.
Se ha realizado la caracterización experimental de una instalación de análisis de gases basada en la Espectrometría de Masas (EM), capaz de detectar flujos en el rango de los nano-moles por segundo y con una alta estabilidad. Se ha encontrada una fuerte dependencia de la sensibilidad de detección del sistema con la naturaleza química de las especies gaseosas, que se debe principalmente a la influencia de los efectos de discriminación de masas durante el proceso de análisis.
3. Sobre el Factor de Separación Electroquímico entre H y D.
Se ha realizado una revisión completa de las investigaciones relativas al factor separación electroquímico(S) de H y D, que ha permitido encontrar una correlación entre el valor de S y la actividad electrocatalítica de los metales de transición. Esta correlación se explica en base al grado de corrugación de la superficie de energía potencial durante la Reacción de Evolución de Hidrógeno. Se ha utilizado la técnica de EM acoplada a una celda electroquímica con objeto de analizar de forma cuantitativa los flujos de H2/HD/D2 liberados durante la electrolisis de mezclas H2O/D2O usando cátodos de Pt policristalino. Se observa una evolución temporal de S de Pt en medio básico, que aumenta desde 1.8 a 6.3. Esto se explica considerando la dependencia de S con el grado de recubrimiento de H/D en la superficie del Pt. Por otro lado, el valor estacionario de S no depende de la densidad de corriente electrolítica ni de la composición isotópica de los electrolitos.
4. Efectos isotópicos y en la cinética de descomposición de hidruro de Pd.
Se han preparado y caracterizado muestras de hidruro-deuteruro de Pd y se ha investigado, por primera vez, efecto isotópico en la cinética de descomposición de este hidruro, mediante Espectroscopia de Desorción Térmica. Se ha encontrado que la relación entre los flujos de H2, HD y D2 desorbidos de las muestras de PdHxDy está determinada por la diferencia entre los niveles de energía de los complejos activados (CA) de las reacciones de recombinación superficial H-H, H-D y D-D. Esto indica que es posible obtener información muy relevante acerca de la cinética de desorción térmica de las muestras de PdHxDy se han podido obtener los mecanismos y los parámetros cinéticos del proceso de desorción de H2, HD y D2. Existe un efecto isotópico anómalo en los niveles de energía del CA de la reacción de recombinación superficial en las muestras de PdHxDy. Esta anomalía se ha relacionado con el carácter heteronuclear de la molécula de HD, que presenta propiedades de simetría cualitativamente diferentes a las de los isotopólogos homonucleares.
5. Efectos isotópicos en el comportamiento electroquímico de electrodos de tipo LaNi5.
Se han preparado electrodos de tipo MH a partir de aleaciones de LaNi4.5Mn0.5 y LaNi5.4. Se han encontrado un efecto isotópico muy notable en los potenciales de las isotermas de desorción, lo cual ha permitido proponer un método empírico para convertir los potenciales de electrodo en presiones de equilibrio de H2/D2. Por otro lado, se ha encontrado un efecto isotópico muy notable en la cinética de carga/descarga de los electrodos, principalmente durante el período de activación. Este efecto parece estar relacionado con la cinética de carga/descarga de los electrodos, principalmente durante el período de activación. Este efecto parece estar relacionado con la cinética de difusión de los átomos de H(D) a través de la capa de óxido superficial, siendo ésta mayor para H que para D.
