| Title: | Diseño y construcción de un prototipo a escala de laboratorio de una celda electroquímica de flujo redox de vanadio para almacenamiento de energía solar |
| Authors: | López Ullauri, Crhistian Israel
Poma Tene, Jhonatan Alexandro |
| metadata.dc.contributor.advisor: | Montero Izquierdo, Iván Andrés |
| metadata.dc.contributor.tutor: | Villa Ávila, Edisson Andrés |
| metadata.dc.description.uri: | 0000-0001-5366-8029
0000-0002-2766-5913 |
| metadata.dc.subject.other: | CIUC::Química::Tecnología Química::Operaciones Electroquímicas |
| Keywords: | Ingeniería Química
Grafito
Electroquímica
Tratamiento térmico |
| Issue Date: | 29-Aug-2023 |
| metadata.dc.format.extent: | 118 páginas |
| Publisher: | Universidad de Cuenca |
| metadata.dc.type: | bachelorThesis |
| Abstract: | In Ecuador, there are various projects for the implementation of renewable energy generation
systems, and photovoltaic systems are one of them. These systems are susceptible to poor
production due to their dependence on the climatic conditions of the installation zone. Energy
storage systems (ESS) present themselves as a solution to this problem, as they can store
excess energy and supply the grid during low demand periods. Vanadium Redox Flow
Batteries (VRFB) are ideal for this purpose due to their easy handling, maintenance, large
storage capacity, recyclability, low environmental impact, and long lifespan. In this study, a
vanadium electrochemical cell based on acrylic with a capacity of 200 mL for an electrolytic
solution of 0.35 M total vanadium in 2.24 M sulfuric acid, 26.8 cm2 graphite felts as electrodes,
which were subjected to prior thermal and chemical treatment, and Nafion® 115 as an ionic
exchange membrane was designed and built. This cell has a theoretical energy storage
capacity of 0.52 Ah. The construction of this electrochemical cell was carried out to evaluate
its feasibility for implementation in photovoltaic energy generation systems and its subsequent
energy storage. The cell was operated under charging conditions, simulating energy supply
through solar panels and galvanostatic (constant current) charging, determining its maximum
charge states, charge capacities, and coulombic, voltage, and energy efficiencies in the two
charge-discharge cycles for both modes of operation. The charging processes were carried
out in the Micro-Red laboratory located on the Balzay campus of the Universidad de Cuenca. |
| Description: | En Ecuador existen diversos proyectos para la implementación de sistemas de generación de
energía renovable, siendo los sistemas fotovoltaicos uno de ellos. Estos sistemas son
susceptibles a producciones deficientes debido a que dependen de las condiciones climáticas
de la zona en donde estén instaladas. Los sistemas de almacenamiento de energía (ESS) se
presentan como una solución a esta problemática, siendo capaces de almacenar la energía
cuando existe un exceso de ella y poder suministrar a la red cuando se produce una baja
demanda. Las baterías de flujo redox de vanadio (VRFB) son ideales para esta función dado
a su fácil manejo, mantenimiento, gran capacidad de almacenamiento, reciclabilidad, bajo
impacto ambiental y su largo ciclo de vida útil. En el presente trabajo se diseñó y construyó
una celda electroquímica de vanadio a base de acrílico con una capacidad de 200 mL para
una solución electrolítica de 0.35 M de vanadio total en 2.24 M de ácido sulfúrico, fieltros de
grafito de 26.8 cm2 como electrodos los cuales se sometieron a previo tratamiento térmico y
químico y Nafion® 115 como membrana de intercambio iónico. Esta celda posee una
capacidad teórica de almacenamiento de energía de 0.52 Ah. La construcción de esta celda
electroquímica se llevó a cabo con el fin de evaluar su factibilidad para su implementación en
sistemas de generación de energía fotovoltaicos y su posterior almacenamiento de energía,
para ello se operó la celda bajo condiciones de carga simulando suministro de energía
mediante paneles solares y mediante carga galvanostática (corriente constante)
determinando sus estados de carga máximos, capacidades de carga y las eficiencias
coulómbicas, de voltaje y energéticas en los dos ciclos de carga-descarga para ambos modos
de operación. Los procesos de carga se realizaron en el laboratorio de Micro-Red ubicado en
el campus Balzay de la Universidad de Cuenca. |
| URI: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/42687 |
| metadata.dc.relation.ispartof: | TQ;577 |
| metadata.dcterms.description: | Ingeniero Químico |
| Appears in Collections: | Tesis de Pregrado
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