ELECTROQUIMIENERGÍA
Y CAMBIO CLIMÁTICO: UNA REVISIÓN
ELECTROCHEMENERGY AND CLIMATE CHANGE: A REVIEW
Jairo Márquez P1., Olga P. Márquez1*, Yris Martínez1,
Keyla Márquez2, Elkis Weinhold1& Reynaldo Ortíz1
Recibido: 9 de noviembre 2021 / Aceptado: 14 de enero 2022
DOI 10.26807/ia.v10i1.229
Palabras clave: baterías, cambio climático, celdas solares,
electroquimienergía, energías renovables, energía solar
Keywords: batteries, climate change, electrochemenergy,
renewable energies, solar cells, solar energy.
RESUMEN
La situación actual que se vive requiere de una adicional y urgente atención
por parte de las Ciencias, Ingenierías y Tecnologías para control ambiental,
climático, sanitario, por el bienestar y para la vida en el planeta. El área cien-
tífica que concierne a este trabajo, la electroquimienergía (EQ.E), involucra
importantes contribuciones sobre esta temática y son muchas y variadas las
1Universidad de Los Andes, Laboratorio de Electroquímica, Departamento de Química, Facultad de
Ciencias. Mérida, Venezuela (jokkmarquez82@gmail.com, * correspondencia: olgamq@gmail.com,
ymartin62@gmail.com, elkisweinhold@gmail.com, reynaldoluis@gmail.com)
2Universidad de Los Andes, Núcleo Alberto Adriani, Facultad de Ingeniería. El Vigía, Venezuela (key-
laenator@gmail.com)
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UNA REVISIÓN
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nuevas contribuciones por realizar. En esta revisión se presentan algunos de
esos estudios, unos terminados, algunos en marcha y otros por realizar; es de
resaltar la importancia actual de trabajo conjunto con los campos de la na-
nociencia y la nanocatálisis, en el área científica.
ABSTRACT
The current situation requires additional and urgent attention from Science,
Engineering and Technology regarding environmental, climatic, and sanitary
control, for the well-being and life over the planet. The scientific area that con-
cerns this work, Electrochemenergy (EC.E), involves important contributions
on this subject and there are many and varied new contributions to be made.
This review presents some of these studies, some of them completed, others
in progress and others to be carried out; it is important to highlight the current
importance of working together with the fields of nanoscience and nanoca-
talysis in the scientific area.
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InfoANALÍTICA 10(1)
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INTRODUCCIÓN
El cambio climático (CCl) actual, in-
ducido y con características tales
como la contaminación ambiental
(aire, suelos y aguas, y de los siste-
mas ecológicos); la promoción y au-
mento en la frecuencia y gravedad
de los desastres naturales; el calen-
tamiento global y las glaciaciones,
entre otros fenómenos que ocurren,
son atribuidos en buena medida al
uso de combustibles fósiles como
fuente energética y a la contamina-
ción industrial. Por otra parte, se
cuenta con fuentes energéticas ina-
gotables, disponibles y accesibles,
que son actualmente de imprescin-
dible y conveniente atención (ener-
gías renovables).
Las energías renovables se obtienen
a partir de fuentes naturales inagota-
bles y generan electricidad sin con-
tribuir al calentamiento global. La
humanidad busca actualmente un
sistema energético fiable, asequible
y no contaminante. Las energías re-
novables se diferencian de los com-
bustibles fósiles principalmente por
su diversidad, abundancia, accesibi-
lidad y potencial aprovechamiento
en todo el planeta (Baxter et al.,
2009); son de muy poca o de nula
contaminación, sin contribución al
efecto invernadero y contaminación
ambiental.
El desarrollo de energías limpias es
imprescindible para la implementa-
ción del acceso mundial a la electri-
cidad y paralelamente controlar el
cambio climático, la contaminación
ambiental, contribuyendo así al sa-
neamiento del planeta (Márquez &
Márquez, 2018).
Son energías renovables: (a) Eólica
(se obtiene de los vientos); (b) Solar:
Fotovoltaica (aprovecha la luz del
Sol) y Térmica (aprovecha el calor
solar); (c) Hidráulica o hidroeléctrica
(se obtiene de ríos y corrientes de
agua dulce); (d) Geotérmica (conte-
nida en el interior de la tierra); (e)
Mareomotriz (se obtiene de las ma-
reas); (f) Undimotriz u olamotriz (se
obtiene de las olas marinas); (g) Bio-
masa y biogás (se extrae de la materia
orgánica); (h) Bioetanol (combustible
orgánico, etanol, obtenido en proce-
sos de fermentación de productos ve-
getales); (i) Biodiesel (combustible
orgánico que se obtiene a partir de
aceites vegetales).
El sector energético (Guía de la ener-
gía solar, España, 2006) es la fuente
más importante de emisión de gases
de efecto invernadero y, en conse-
cuencia, del cambio climático. Los
principales gases producidos son: el
CO2y el CH4, derivados de la quema
de combustibles fósiles (transporte,
industria, etc.), así como el de las
minas de carbón, y de las instalacio-
nes de hidrocarburos y gas. Los sec-
tores transformadores “producción
de electricidad” y “refino” tienen un
aporte al efecto invernadero del 30
%. Los requerimientos actuales a
nivel mundial, en los campos ener-
gético, económico, salud, comunica-
ción, seguridad, ambiente, servicios
y bienestar comunitario, urgen por el
acceso sin limitaciones al recurso
energético (Márquez, Márquez,
Wein hold, Márquez, 2021; Wulfing-
hoff, 1999)
En la práctica, ello se traduce en la
disposición general sin restricciones,
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en primera instancia, del recurso
energético desde fuentes seguras, dis-
ponibles, ilimitadas, accesibles, va-
riadas, no contaminantes y econó-
micas. De las fuentes disponibles, el
hidrógeno (fuente secundaria de
energía) cumple con buena parte de
estas exigencias y ello explica la cre-
ciente actividad científico-técnica,
los nuevos desarrollos y nuevas apli-
caciones de este recurso.
La Humanidad ha utilizado, a lo
largo de su historia, los diferentes re-
cursos energéticos existentes en la
naturaleza; Inicialmente, energía
pre1sente en la biomasa, vientos,
corrientes de agua y solar. El origen
común de estas energías se sabe que
es proveniente del Sol, mediante el
proceso fisicoquímico de fusión nu-
clear. Posteriormente comienza la
explotación de combustibles fósiles,
carbón, petróleo y gas, acumulado-
res también de energía Solar. Luego,
son descubiertas y comienza el uso,
de energías nuclear, geotérmica y
mareomotriz.
Estas fuentes energéticas de uso di-
recto son denominadas fuentes ener-
géticas primarias, y se clasifican
según su finitud, en energías no re-
novables (fósiles y nuclear) y reno-
vables, el resto de las energías (solar,
eólica, hidráulica, biomasa, marina,
geotérmica, entre otras). El hidró-
geno es un vector de almacena-
miento energético, con novedosas
aplicaciones en transporte y celdas
de combustible, y su obtención, me-
diante procesos del tipo electrólisis,
fotoelectrólisis o fotoelectroquímico,
se suman a esa actual exigencia de
nula contaminación, simplicidad y
economía en la síntesis.
Energía, ambiente, servicios, usos y
clima
Impactos ambientales asociados con
la energía (Moreno, et al., 2017; Már-
quez & Márquez, 2018) se deben a
su obtención, el transporte y su uso.
La quema de carbón, gas natural y
petróleo para la electricidad y el calor
es la principal fuente de emisiones
globales de gases de efecto inverna-
dero. También hay quema de com-
bustibles fósiles en las instalaciones
de energía en el sector industrial. Hay
emisiones de gases de efecto inverna-
dero en el sector agrícola, pecuario,
silvicultura y deforestación. En el sec-
tor transporte hay emisiones de gases
de efecto invernadero por quema de
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InfoANALÍTICA 10(1)
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combustibles fósiles para el trans-
porte por carretera, ferrocarril, aire y
mar. Las emisiones de gases de efecto
invernadero en el sector doméstico
surgen de la generación de energía in
situ y la quema de combustibles para
calefacción y procesos de cocinado
en hogares y hay emisiones también
en la extracción, refinado, procesa-
miento y transporte de combustible.
La quema de combustibles para ge-
nerar electricidad en centrales térmi-
cas, para la calefacción en hogares,
para cocinar, para el transporte, ge-
nera cenizas y humos, y allí se gene-
ran emisiones de dióxido de carbono
(CO2), óxidos de azufre (SOx) y óxi-
dos de nitrógeno (NOx). El CO2es un
gas de efecto invernadero y los com-
puestos de azufre y nitrógeno, son
responsables de la lluvia ácida, su
combinación con oxígeno y agua for-
man los ácidos, nítrico HNO3y sul-
fúrico H2SO4, con impacto negativo
en el hábitat de la zona.
Los servicios energéticos más rele-
vantes por sectores de consumo son:
(a) industria; (b) Transporte; (c) resi-
dencial; (d) comercial: (e) Público; (f)
agropecuario y (d) servicios.
También se presentan fenómenos de
origen natural, que pueden conver-
tirse en problemas ambientales: (a)
inundaciones; (b) sismos; (c) desliza-
miento de tierras; (d) vulcanismo.
Otros problemas de origen antrópi-
cos debido al manejo inadecuado de
recursos naturales son: (a) deforesta-
ción; (b) desertificación; (c) inun -
daciones; (d) contaminación hídrica,
superficial o subterránea; (e) contami-
nación del aire; (f) recarga insufi-
ciente de acuíferos; (g) impermeabi-
lización de suelos; (h) contaminación
en general (residuos radioactivos y
otros contaminantes); (i) otros. Glo-
balmente, la sumatoria de problemas
ambientales está ocasionando enor-
mes cambios en el ecosistema, como
lo son, emanaciones de gases de
efecto invernadero, cambio climá-
tico, extinción de especies, reducción
de la biodiversidad, pérdida de hábi-
tat, entre otros.
Contribuciones de la electroquimie-
nergía (EQ.E)
La EQ.E se encuentra en las ciencias
naturales, ciencias de la salud, inge-
nierías, educación, actividad militar,
y en la tecnología. Con un poco más
de detalle, se enfocará en lo social,
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ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
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hogar, ambiente, salud, energía, be-
lleza, alimentación, medicamentos,
enfermedad, electrónica, defensa e
industria; se pueden mencionar acti-
vidades específicas como ambiente y
contaminación (descontaminación
am biental, purificación de aguas, tra-
tamiento de suelos); cuerpo humano
(enfermedad, medicamentos, trata-
mientos, productos de belleza y man -
tenimiento, electroterapia, afecciones
orgánicas, iontoforesis, electroshock,
marcapasos, depilación, cremas, lo-
ciones, aplicaciones); ener gía, cap-
tura, almacenamiento, conversión,
suministro y sus aplicaciones (celdas
fotovoltaicas, pilas y baterías, alma-
cenamiento en químicos, celdas de
combustible); vivienda y vida social,
alumbrado, electrodomésticos, coc-
ción de alimentos, calefacción, refri-
geración, tratamiento de aguas, trans-
porte; electrónica, sensores, detecto-
res, armamento y numerosos tópicos
industriales. El cambio climático en
proceso obliga a tomar medidas ur-
gentes que puedan contribuir favora-
blemente a una sana estabilización
climática y en ese sentido, en el área
tecno-científica, se plantea una acti-
vidad más abundante y avanzada en
investigación, desarrollos, diseños,
modificaciones, construcción, esca-
lados, mejoras, etc. En la Tabla 1, se
señalan algunos tópicos de requerida
atención, dentro de la problemática
señalada.
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Síntesis de semiconductores y electrocatalizadores
y preparación de celdas solares avanzadas para
captura y conversión de energía solar (electricidad,
hidrógeno, etc.)
Electrólisis fotoelectroquímica en celdas Tandem
sensibilizadas y optimizadas, para producción de hi-
drógeno.
Celdas de combustible para vehículos eléctricos
(PMFC, DMFC). Sistemas regenerativos.
Reducción electroquímica del dióxido de carbono
a metanol y químicos livianos. Incorporación en pro-
cesos cíclicos de obtención de energía
Preparación de materiales nanoestructurados con
propiedades únicas ópticas, magnéticas y catalíti-
cas.
Almacenamiento de energía en Pilas y Baterías.
Nuevos Desarrollos. Baterías Plomo-Ácido, Litio, etc.
Sistema redox con flujo (ej. BFRV) para suministro de
energía en sitios remotos, aislados y/o sistema de
respaldo energético. También en estaciones de
carga para vehículos eléctricos. Nanoelectrocata-
lizadores.
Fotoelectrólisis del agua (ciclo regenerativo), pro-
ducción de hidrógeno, utilización en celdas de
combustible, obtención de energía y regeneración
del agua.
Reacción redox CH6-CO2para producción de me-
tanol y uso en celda de combustible. Posterior rege-
neración de reactivos (proceso cíclico).
Otros: Descontaminación Ambiental, Bienestar So-
cial, Salud, Mantenimiento corporal.
Tabla 1. Contribución electroquímica
al restablecimiento de condiciones climáticas sanas y al ambiente
Proceso fotovoltaico: síntesis electro-
química de semiconductores
Mediante la utilización de técnicas
electroquímicas, es posible controlar
diversas propiedades semiconducto-
ras tales como: conductividad, este-
quiometría, variación en la brecha
energética, tipo de dopaje, etc., así
como también, parámetros tales
como, potenciales, densidades de co-
rriente, tiempo de deposición, entre
otros. Se han utilizado métodos elec-
troquímicos en la preparación de se-
miconductores elementales (Si, Ge,
Se, Te, etc.), secundarios (AsGa, CdS,
CdSe, CdTe, InSe, BiS3, etc.), com-
puestos intermetálicos (InSb, CuTe,
PbTe, HgTe, NiTe2, Etc.), semicon-
ductores ternarios (CuInS2, CuInSe2,
CuInTe2, AgInSe2, HgCdTe, Etc.) (Lok-
hande, C. D., 1991), semiconducto-
res cuaternarios y catalizadores
electroquímicos para mejoras en efi-
ciencia (Márquez & Márquez, 2018;
Lincot et al., 2004)
La técnica de electrodeposición es
muy utilizada en preparación de se-
miconductores pues ofrece atractivas
ventajas, así, por ejemplo, al ser un
proceso isotérmico y controlando pa-
rámetros eléctricos, se controla el
grosor de la película, su morfología,
composición, etc. El uso de bajas
temperaturas de operación ofrece
ventajas, en términos de la energía re-
querida y permitiendo la disminución
de defectos por interdifusión, conta-
minantes, y redistribución de dopan-
tes. En la fabricación de heterou-
niones, simplemente cambiando la
concentración en las sales precurso-
ras, una película tipo n puede ser de-
positada sobre un sustrato tipo p.
En la electrodeposición, la utilización
de técnicas galvanostáticas, como
uno de los pasos en la preparación de
semiconductores compuestos, ofrece
la posibilidad de preparar estas pelí-
culas a mayor escala en procesos in-
dustriales y también, ofreciendo la
posibilidad de combinar esta técnica
con otras (ej. deposición química)
para desarrollar materiales de mejor
calidad.
La electrodeposición se inicia disol-
viendo las sales precursoras (preferi-
blemente en forma iónica) de todos
los elementos; luego la electrodepo-
sición puede proceder vía catódica o
anódica. Entonces la reacción puede
ocurrir cuando el potencial aplicado
es más bajo en procesos anódicos o
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más alto en procesos catódicos, que
el potencial redox de la reacción
(Lincot, (2005). Las condiciones ex-
perimentales bajo las cuales se llevan
a cabo los procesos de electrodepo-
sición (densidad de corriente, poten-
cial, concentración y composición
del electrolito, acomplejamiento de
los iones electroactivos) tienen efec-
tos importantes sobre la morfología y
propiedades de los depósitos metáli-
cos obtenidos (Le Penven, Levason,
Pletcher, 1992; Gregory, Levason,
Pletcher, 1993; Basirun, Pletcher, Sa-
raby-Reintejes, 1996).
Las Calcopiritas I-III-VI han mostrado
tener gran potencial fotovoltaico. Efi-
ciencias de conversión hasta de 18 %
ha sido alcanzada en celdas solares
(como dispositivo fotovoltaico) basa-
das en películas delgadas de
Cu(In,Ga)Se2con una brecha energé-
tica aproximadamente de 1,12 eV
(Rusu et al., 2004).
Entre los compuestos semiconducto-
res ternarios más estudiados se en-
cuentran el CuInSe2, CuInS2y AgInS2.
Muchos estudios tratan la prepara-
ción directa de películas Cu (In, Ga)
Se2y muestran que la introducción
de galio en las películas es posible
desde baños sencillos que contengan
todos los elementos.
El tratamiento térmico es de una dra-
mática importancia para una apro-
piada calidad electrónica de las
capas; ello es, generalmente, hecho
en presencia de un calcogenuro (Se,
S) bajo presión, y un rápido proceso
térmico. Películas ternarias de calco-
genuros se han preparado por: (a)
electrocodeposición simultánea de
todos los elementos constituyentes;
(b) electrodeposición secuencial de
los elementos constituyentes; (c) de-
posición de una aleación seguida por
la calcogenización (Lincon et al.,
2004: Hodes & Cahen, 1986; Man-
fredy et al., 2014; Balladores et al.,
2014)
Han aparecido nuevas celdas con
altos rendimientos de conversión. A
diferencia de las actuales que utilizan
silicio como estandar y alcanzan un
33 % de conversión (teórico para
celda fotoeléctrica basada en una
unión p-n)), estas nuevas celdas, mul-
tiunión (seis uniones), añaden nuevos
materiales (grupo III-V) absorbentes
de luz y distintas capas delgadas fo-
toactivas (140 capas), especialmente
diseñadas para aumentar la eficiencia
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InfoANALÍTICA 10(1)
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de conversión hasta un 47,1 %. Cada
capa tiene distintos nanomateriales
para recoger diferentes partes del
espectro solar utilizando luz concen-
trada (143 soles). La eficiencia de
conversión es, sin embargo, de 39,2
% (sigue siendo record en eficiencia),
con luz concentrada de un solo sol.
El limite sitúa la eficiencia máxima al-
rededor del 33,7 %, considerando
una única unión p-n con una banda
prohibida de 1,34 eV, es decir, de la
energía solar incidente (1000 W/m2),
solo el 33,7 % se podría convertir en
electricidad (337 W/m2)(Geisz et al.,
2020)
Procesos electrolítico, fotoelectrolí-
tico, fotolitico y fotoelectroquímico.
Celdas (electrolítica, fotoelectrolí-
tica, fotolitica, Tándem-Sensibilizada
El esquema de conversión cíclica del
H2O (Figura 1) muestra las posibilida-
des de uso de celda solar, celda fo-
toelectrolítica, celda electrolítica,
celda fotoelectroquímica, batería de
almacenamiento de energía, celda de
combustible, regeneración del H2O y
suministro de energía.
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Figura 1. Conversión Cíclica del H2O y Suministro de Energía
La experimentación confirma, una
mayor eficiencia Solar a Hidrógeno,
en la celda fotoelectrolítica relativo
a la celda electrolítica (Fujishima &
Honda, 1972). Para un sistema con
una base 12 % de eficiencia fotovol-
taica (PV) y eficiencia en la electró-
lisis del 65 % (1,9V), la eficiencia
solar a Hidrógeno es del 7,8%.
(1,2 x 6,5 = 7,8 Ef)
Para un Sistema de conversión di-
recta (fotoelectroquímica) con base
12 % de eficiencia PV, operando a
1,45V (85 %), la eficiencia Solar a
Hidrógeno es de 10,2 %. (1,2 x X =
10,2 %) (Figura 2).
En la celda Tándem mostrada en la
Figura 3, (Graetzel, 2006). el elect-
rodo tope de trabajo consiste de una
película delgada del óxido semicon-
ductor Fe2O3, el cual absorbe foto-
nes en las regiones verde, azul y
ultravioleta de la luz solar que recibe
y transmite luz amarilla, roja e infrar-
rojo. La fotoexcitación produce
electrones en la banda de conduc-
ción y huecos en la banda de valen-
cia (ec. 1).
(1)
donde h+ = hueco
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InfoANALÍTICA 10(1)
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Figura 2. Generación de hidrógeno por Fotoelectrólisis del agua
(Fujishima & Honda, 1972)
Los huecos en la banda de valencia
oxidan el agua a oxígeno (ec. 2)
(2)
El potencial químico de los electro-
nes en la banda de conducción es
elevado por la celda posterior, pro-
veyendo una ruta eléctrica para la
generación de hidrógeno del agua
(ec. 3)
(3)
Celdas solares en tándem conecta-
das en serie
La adición de más dispositivos per-
mite que cada dispositivo sea opti-
mizado para un espectro más estre-
cho dando una eficiencia global
mayor. Las celdas solares en tándem
pueden ser o bien celdas individua-
les o estar conectadas en serie. Las
celdas conectadas en serie son más
fáciles de fabricar, pero la corriente
es la misma a través de cada celda
por lo que esto restringe los interva-
los de bandas prohibidas que se
pueden utilizar. La disposición más
común para las celdas en tándem es
crecerlas monolíticamente de ma-
nera que todas las celdas crecen
como capas en el sustrato y las unio-
nes túnel conectan las celdas indivi-
duales.
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ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
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Figura 3. Celda Tándem sensibilizada
(Graetzel, 2006)
La eficiencia máxima para un tán-
dem de dos uniones bajo el espectro
AM1.5G y sin concentración del sol
es de 47 %. Para una máxima efi-
ciencia, la celda superior tiene una
banda prohibida de 1,63 eV y la
celda inferior tiene una banda pro-
hibida de 0,96 eV. La Figura 4 mues-
tra resultados adicionales en celdas
tándem en función del número de
bandas prohibidas y utilización de
métodos de cálculo. La respuesta en
todo caso tiene que ver adicional-
mente con la composición de capas
y otros parámetros. Es importante,
sin embargo, los altos valores de efi-
ciencia obtenidos, que invitan a pro-
fundizar en estos estudios.
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InfoANALÍTICA 10(1)
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Figura 4. Eficiencia de una pila de celdas solares como función
del número de bandas prohibidas.
El espectro utilizado aquí es el espectro directo (AM 1.5 G),
donde se excluye la radiación difusa
(Bremner, Levy, & Honsberg, 2008)
Adicionalmente, se presenta la Tabla
2, que agrupa en forma comparativa,
diferentes tecnologías fotovoltaicas y
que, de igual manera, estimulan la
eficiente captura y utilización de
energía solar con fines múltiples y
variados.
Tabla 2. Comparación de tecnologías fotovoltaicas (Sandoval-Ruiz, 2020)
Clase Materiales Eficiencia Tecnología Características
Fotovoltaicos (%)
I-SiCSi monocritalino 16 Si cristalino Efic. en Lab.
Si policristalino 14 Base Oblea 26,7%. Módulos
rígidos
II-película GaAs 28,8
delgada CIGS 22,6 Película fina Módulos rígidos
Perovskita (Pb) 22,7
III-Tecnologías MJ 2 uniones 39,2/44,4
Multiunión Tándem
emergentes MJ ≥ 4 uniones 40,7/47,7
Multiunión
PerovskitaBaZrTiS3
38,7
Mat. Hibridos Alto coef. Abs.
Si + Concent. Ópt
44,1 Lentes Óptics
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ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
Almacenamiento de energía
Una alternativa energética a fuentes
altamente contaminantes al am-
biente, la constituye la electroqui-
mienergía, con sus rutas de captura,
conversión, almacenamiento, sumi-
nistro, de energía desde fuentes no
contaminantes primarias y secunda-
rias. Las ramas científicas de la na-
nociencia, nanoelectroquímica y
nanoelectrocatálisis juegan actual-
mente un papel estelar, en nuevos y
avanzados desarrollos en este cam -
po. En esta sección se tratará breve-
mente del almacenamiento de
energía en celdas y baterías, las cua-
les se listan en la Tabla 3 y las apli-
caciones más comunes, según su
tipo, en Tabla 4. Se presenta una re-
seña de celdas plomo-ácido y ion
litio, por su estelaridad (Bisquert,
2005; Olabi, et al., 2020; Datta,
Mukherjee & Chiu, 2021)
Tabla 3. Cuadro comparativo de acumuladores
(Bisquert, 2005)
TIPO Energía/Peso Voltaje/Elemento N° de Tiempo de Autodescarga
Recargas Carga por mes
(Wh/kg) (V) (h) (%)
Pb 30-40 2 1000 8-16 5
Ni-Fe 30-55 1,2 10000 4-8 10
Ni-Cd 48-80 1,25 500 10-14 30
NiMn 60-120 1,25 1000 2-4 20
Li-Ión 110-160 3,7 4000 2-4 25
Li-Po 100-130 3,7 5000 1-1,5 10
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InfoANALÍTICA 10(1)
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La batería Plomo–Ácido (Pb(s)/
PbSO4(s)/ H2SO4(ac)/ PbSO4(s)/
PbO2(s)/ Pb(s)) (Villarreal-Archila, Se-
rrano–Figueroa, Quiroga-Rojas, 2021)
es el sistema de baterías secundarias
más utilizado y económico. Su gran
versatilidad y reversibilidad le per-
miten aplicaciones variadas (baterías
estacionarias, arranque–iluminación,
tracción, portátiles, etc.). Las actua-
les baterías plomo–ácido reguladas
con válvulas, no requieren manteni-
miento alguno. El desarrollo de ba-
terías para tracción de vehículos ha
sido de gran interés estas últimas dé-
cadas, debido a las mejoras ambien-
tales (eliminación de ruido y contami-
nación), sustitución de combustibles
fósiles, eliminación de vibraciones,
conducción más fácil, etc.
Se han desarrollado procesos ecoló-
gicos hidrometalúrgicos que permi-
ten tratar materias primas conven-
cionales, como son las baterías,
junto con otros residuos industriales
o materiales secundarios de plomo
o incluso concentrados de sulfuro de
plomo, para el rescate y reciclado de
materiales.
Tabla 4. Clasificación de celdas/baterías
en relación a su tamaño y aplicaciones
(Mantell, 2021; Li et al., 2021)
ENERGÍA
TIPO SUMINISTRADA APLICACIONES
(Wh)
Celdas/Baterías Relojes Eléctricos, Microelectrónica
Miniaturizadas 0,1 – 2 Implantes Médicos,
Celdas/Baterías Linternas, Luces, Juguetes, Herramientas,
para equipos portátiles 2 – 100 Electrónicos Portátiles (radio, TV,
computadora, teléfono)
Baterías SLI (inicio,
alumbrado, encendido) 100 – 600 Vehículos y maquinaria agrícola
Batería de Tracción 3x106
de Vehículos (20 – 630) x10 3 Montacargas, Locomotoras, Submarinos
Sistemas de emergencia, almacenamiento
Baterías Estacionarias (0,25 – 5) x106 de energía local, Redes de
estaciones remotas
Baterías de nivelación Regulación de máximos y mínimos
de cargas (5 – 100) x 106 de consumo energético en ciudades
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ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
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La sociedad demanda continua-
mente baterías capaces de desarro-
llar más energía con menor peso y
volumen, económicas, seguras, ami-
gables al ambiente y reciclables. Las
baterías con especies de inserción/in-
tercalación de litio son capaces de
desarrollar altas energías específicas.
Desarrollo más reciente lo constituye
las baterías de ion litio (utiliza dos
compuestos de inserción como elec-
trodos de la batería, son compuestos
litiados estables al aire), Ej. de esta
batería lo constituye el sistema
LiCoO2-LiyC2(Figura 5) (energía es-
pecífica, hasta 150 Whkg-1; ciclabili-
dad hasta 3000 recargas y eficiencia
del 90 %) (Chen, Zhang, Xing, Chou,
& Tang, 2021). Se avanza en las in-
vestigaciones en electrodos positivos
y negativos, nuevos materiales (óxi-
dos y aleaciones), nano investigacio-
nes por esta vía (Ventosa, 2021;
Steve-Adell, Gil-Agusti, Saenz de
Zaitegui, Quijano-Lòpez, & Garcìa-
Pellicer, 2020), han mostrado capa-
cidad específica de 1030 AhKg-1,
capacidad reversible de almacenaje
de litio 600-700 AhKg-1, entre otros
valores (Li et al., 2021; Poizot, Larue-
lle, Grugeon, Dupont, & Tarascon,
2000). El interés por baterías para ve-
hículos eléctricos se ha centrado en
ion Litio, ello por un relativo alto vol-
taje, potencia específica cercana a
300 WhKg-1, volumen y peso, relati-
vamente menores, ciclabilidad en
1200.
58
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
Figura 5. Descripción de un modelo de celda de ion-Litio.
(-) Material carbonado. (+) LiCoO2
Baterías redox de vanadio con flujo:
Las baterías redox con flujo (BRF) y,
en particular, la batería redox de Va-
nadio con flujo (BRVF) (Márquez et
al., 2018; Ponce de León et al.,
2006) están actualmente en un es-
tado avanzado de desarrollo, incen-
tivado por la gran variedad e
importancia previstas de sus aplica-
ciones y necesidades prácticas por el
desarrollo de almacenadores ener-
géticos. Las baterías para almacena-
miento a gran escala en redes
requieren de larga vida, alta durabi-
lidad en ciclos carga/descarga, alta
y sostenidaeficiencia, rápida res-
puesta a cambios y un razonable
costo capital. La potencia y la capa-
cidad energética de la batería redox
de Vanadio con flujo pueden ser pa-
rámetros separados: la potencia del
sistema está determinada por el nú-
mero de celdas en el arreglo y el ta-
maño de los electrodos, mientras
que la capacidad de almacena-
miento energético es dependiente de
la concentración y el volumen del
electrolito en el sistema. Todas ellas,
son características favorables para
ese fin y, aunque adolece de algunas
limitaciones en otras aplicaciones
como almacenamiento no estacio-
nario, hay actualmente un intenso
estudio, que pudiese conducir a re-
sultados favorables. Este artículo se
refiere al tópico de actualidad de los
vehículos eléctricos y el papel de las
baterías redox con flujo, en particu-
lar la batería redox de Vanadio y sus
aportes en forma conjunta con ener-
gías renovables, por accesibilidad,
almacenamiento y suministro per-
manente de esta energía, el sanea-
miento ambiental y una progresiva
reducción de costos.La nanocien-
cia, con sus ramas nanoelectroquí-
mica y nanoelectrocatálisis, están
llamadas a conseguir el incremento
en el almacenamiento energético en
estas baterías, situación primordial
por una solución.
El acoplamiento a fuentes renovables
de energía, de dispositivos almace-
nadores, amplía sus posibilidades de
uso en condiciones de emergencia,
limitaciones y/o accesibilidad. ac-
tualmente se desarrollan baterías
para el almacenamiento energético a
gran escala, en esos casos se requiere
de baterías de alta durabilidad, que
soporten altos ciclos carga-descarga
(Olabi et al., 2020), alta eficiencia,
rápida respuesta, de costo razonable
y funcionamiento ecológico. El sis-
tema redox de vanadio es una inte-
resante alternativa energética, para
el almacenaje de energía y su uso
como fuente secundaria de suminis-
tro (Figura 6) (Pugach, Vyshinsky, &
Bischi, 2019). Las baterías redox de
vanadio son de bajo costo, de relati-
vamente bajo impacto ambiental,
alto ciclo de vida, reacciones redox
simples y reversibles, funcionamien -
to a bajas temperaturas, alta eficien-
cia energética y pueden ser recarga-
das instantáneamente (por cambio
del medio electrolítico) o eléctrica-
mente en corto tiempo. Adicional-
mente, la celda redox de vanadio
puede funcionar como celda de
combustible, en la medida en que
los electrolitos sean alimentados en
forma permanente pues se tendría
de vuelta un suministro también per-
manente de energía.
59
ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
Las celdas y baterías redox recarga-
bles y con flujo, están actualmente
bajo intenso estudio (de hecho, exis-
ten ya algunas comerciales) debido
a sus propiedades y características
que las hacen apropiadas para con-
versión, almacenamiento y suminis-
tro de energía, cuando esta es
requerida.
Celdas (pilas) de combustible
Las pilas de combustible son dispo-
sitivos en los que la energía de una
reacción química se transforma en
electricidad. No funcionan como las
baterías convencionales que se gas-
tan y deben sustituirse o recargarse.
En este caso mientras se inyecte
combustible y oxidante, el sistema
continúa funcionando. Su funciona-
miento es el opuesto al de electróli-
sis; la reacción del hidrógeno y el
oxígeno para formar agua produce
en este caso electricidad. Están for-
madas por un ánodo y un cátodo se-
parados por un fluido de electrolito
conductor. En el ánodo se inyecta el
combustible hidrógeno, mientras
que en el cátodo se introduce el oxi-
dante, aire u oxígeno. El resultado es
una mayor eficiencia energética,
entre un 30 % y un 40 %, que en un
motor térmico convencional que uti-
lice combustibles fósiles.
60
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
Figura 6. Aplicaciones de Batería Redox de Van Flujo
(Márquez, et al. 2021)
Desde el punto de vista del consumo
de energía puede incrementarse la
eficiencia energética en : (Green,
2002; De Bastiani et al., 2021; Li et
al., 2020)
–Los procesos industriales.
–El transporte.
–Los servicios.
–Los hogares.
–La agricultura, la pesca, etc.
En el ámbito de la industria, es posi-
ble realizar avances significativos en
amplios sectores, dentro de la estra-
tegia de eficiencia energética.
En cuanto a los aspectos técnicos,
centrándose en los vehículos terres-
tres con motor de explosión, se
puede apreciar que son muy inefi-
cientes. De la energía total del com-
bustible, sólo llega a las ruedas una
pequeña fracción (13 %) el resto se
disipa en forma de calor, en el motor
y la transmisión y, aún de esta ener-
gía, una parte sustancial se pierde en
el rozamiento con el suelo y el aire.
Además, se debe tener en cuenta,
que la mayor parte de la energía re-
sultante se emplea en desplazar la
masa del vehículo. Las estrategias
seguidas para reducir el consumo in-
ciden en la eficiencia de los moto-
res, la aerodinámica, el peso total y
en los neumáticos. Ya existen en el
mercado vehículos híbridos que fun-
cionan de modo mixto con un motor
de combustión interna y otro eléc-
trico aumentando la eficiencia. En al-
gunos casos recuperan incluso la
energía cinética que se pierde en el
frenado. La fuente última de energía
es el motor de combustión, pero
existen dos tipos: en paralelo y en
serie. En el primero ambos motores
impulsan el vehículo y en el segundo
el motor térmico genera la electrici-
dad que se almacena en baterías que
luego alimentan el motor eléctrico
(Olabi, Wilberforce, & Abdelkareem,
2020). Otra alternativa son los vehí-
culos impulsados por hidrógeno, con
una eficiencia de un 22 % superior a
los equivalentes que utilizan gasolina
(Wang, Chen, Ruiz-Dìaz, & Wang,
2020). El peso es otro factor muy im-
portante: sin embargo, los intentos
de reducirlo, a pesar de los éxitos lo-
grados, chocan a menudo con pro-
blemas de seguridad. El empleo de
nuevos materiales (nuevas aleacio-
nes y polímeros) pueden ser la solu-
ción al problema de compatibilizar
ambas. La eficiencia, de una celda
de combustible está expresada en la
ecuación (4):
61
ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
Tabla 5. Potencial y Eficiencia en Energía
para algunas reacciones en Celdas de Combustible
(Wang, Chen, Ruiz-Dìaz, & Wang, 2020)
Reacción E (V) (%)
1,229 83
1,060 92
1,222 93
1,333 91
62
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
(4)
Entre las aplicaciones futuras de las
celdas de combustible se pueden
citar (O´M Bockris & Reddy AKN,
2002):
–Dispositivos portátiles para alimen-
tar aparatos de todo tipo: ordena-
dores, videocámaras, teléfonos
móviles, etc., sustituyendo las ba-
terías tradicionales.
–El transporte, especialmente la au-
tomoción.
–Aplicaciones especiales: militares
y viajes espaciales.
–Abastecimiento energético en apli-
caciones fijas: áreas residenciales,
hospitales, empresas, etc.
Las ventajas de las celdas de com-
bustible son:
1. Elevada eficiencia energética,
entre el 30 % y el 90 %
2. Emisiones de contaminantes muy
inferiores a las que generan los
combustibles fósiles. En el caso
de utilizar hidrógeno puro sólo se
producen H2O, energía y calor.
Es de hacer notar que para gene-
rar éste, sí se producen emisiones
de CO2y otros contaminantes,
pero en un nivel muy inferior que
si se utilizaran como combusti-
bles en sistemas convencionales.
3. Bajo nivel de ruido producido en
su funcionamiento
4. Modularidad.
5. Alta densidad energética.
6. Operan a bajas temperaturas y
presiones, comparadas con los
motores convencionales: entre
80 ºC, y 1000 ºC, en compara-
ción con los 2500 ºC de un
motor convencional.
7. Flexibilidad en la localización de
su instalación
8. Permiten la cogeneración, alcan-
zando niveles de eficiencia sobre
el 90 %.
19. Admiten diversos combustibles:
gas natural, metanol, etc.
10. No se reemplazan al agotarse,
nes necesario un largo periodo
de recarga como les ocurre a las
baterías eléctricas, basta con in-
yectar más combustible.
11. Rápida respuesta: permiten ob-
tener más energía si se inyecta
más combustible.
El hidrógeno usado en las pilas de
combustible puede ser producido a
través del reformado de gas natural
o la electrólisis del agua a partir de
energía obtenida de fuentes no reno-
vables. El reto actual es hacer renta-
ble su obtención, a partir de fuentes
renovables como la energía eólica o
la solar fotovoltaica o térmica. Su
implantación a gran escala, si se
consiguen reducir los costos, podría
ayudar a reducir la dependencia ac-
tual de los combustibles fósiles. A
continuación, se hará una breve re-
seña de las celdas de combustible,
PEMFC y DMFC, actualmente están
siendo incorporadas como fuentes
energéticas en vehículos eléctricos.
63
ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
Tabla 6. Tecnología de Celdas de Combustible
(Arenal- Mendoza, Ángeles-Jiménez, & Gonzàlez, 2010)
TIPO EFICIENCIA TEMPERATURA
DE OPERACIÓN
(%) (°C)
Membrana de Intercambio Protónico
(PEMFC) 40 50
Celda de Metanol Directo (DMFC) 40 80
Alcalina (AFC ) 50-60 80
Celda de ácido fosfórico (FAFC) 40 200
Celda de Carbonato fundido (MCFC ) 50 650
Celda de Óxido Sólido (SOFC) 45-65 800
Celda de Membrana de Intercambio
Protónico (PEMFC): Operan a rela-
tivamente bajas temperaturas (80°C).
Tienen alta densidad de potencia.
Pueden variar su salida rápidamente
para atender cambios en la demanda
de potencia. Son apropiadas para
aplicaciones (tales como en automó-
viles) donde un rápido encendido es
requerido. Son apropiadas (DOE)
para vehículos ligeros, edificaciones,
y otras aplicaciones menores (Figura
7). La membrana de intercambio
protónico es una lámina plástica del-
gada (nafion®) que permite el paso
de iones hidrógeno. La membrana es
cubierta en ambos lados con partí-
culas metálicas altamente dispersas
(Pt-catalizador activo). El electrolito
utilizado es un polímero sólido or-
gánico, ácido poli-perfluorosulfo-
nico. Este tipo de celda es sensible a
la presencia de impurezas en el
combustible. Su rango de salida es
50 a 250 kW. Se ha logrado reducir
la carga de platino y se realizan es-
fuerzos por optimizar el electrolito y
placas bipolares.
64
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
Figura 7. Celda de Combustible de Membrana de Intercambio protónico (PEM)
(Barbir, 2005; Asensio, 2020)
Celda de Combustible de Metanol
(DMFC) Utiliza una membrana po-
limérica como electrolito. El ánodo
catalizador extrae el hidrógeno del
metanol líquido, eliminando la ne-
cesidad de un reformador de com-
bustible. La eficiencia es del orden
del 40% y tipicamente opera entre
50 y 100°C. La celda es atractiva
para aplicaciones pequeñas y me-
dianas, celulares, laptops, etc. Con
el incremento en la temperatura se
obtiene eficiencias más altas.
La Tabla 7 muestra las reacciones
que ocurren en la celda.
65
ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
Tabla 7.- Tecnología de Celdas de Combustible
Electrodo Reacción
Ánodo
Cátodo
Celda:
Las Celdas de combustible regenera-
tivas son atractivas como forma cí-
clica de generación de potencia. El
agua es separada en hidrógeno y
oxígeno por un electrolizador ali-
mentado con energía renovable,
estos gases alimentan a la celda de
combustible, que genera electrici-
dad, calor y agua. El agua es enton-
ces recirculada al electrolizador y el
proceso comienza de nuevo.
Combustible hidrógeno: Producción
desde fuentes energéticas renova-
bles
El hidrógeno es una fuente secunda-
ria de energía. Se presenta como una
manera adecuada de almacenaje, en
forma de energía química. Es obte-
nido por consumo de fuentes prima-
rias de energía, renovables y no
renovables, y a partir de ciertas ma-
terias primas como el agua, la bio-
masa, hidrocarburos y otros combus-
tibles.
El hidrógeno: se obtiene mediante
electrólisis del agua, utilizando elec-
tricidad procedente de fuentes reno-
vables; por esta vía se genera energía
con poca o ninguna contribución de
dióxido de carbono a la atmósfera.
Actualmente se avanza en el desarro-
llo de medios eficientes de almace-
namiento de energía y, en particular,
del hidrógeno y ello, sumado a otras
exigencias vigentes tales como faci-
lidad de transporte, nula o baja pro-
ducción de contaminantes en su uso,
aceptabilidad, reservas ilimitadas,
combustión completa, eficiencia y
versatilidad de usos (combustible,
motores, turbinas, pilas de combus-
tible, etc.), y el hecho, de actuales
exigencias en la protección ambien-
tal, así como el progresivo y cercano
agotamiento de combustibles fósiles,
avalan el creciente interés por su pro-
ducción. Son variadas las vías actua-
les de producción de hidrógeno,
desde fuentes energéticas no renova-
bles, contaminantes (petróleo, gas,
carbón, nuclear) y fuentes renovables
como (solar, eólica, hidroeléctrica,
marina, geotérmica, biomasa). La
producción puede realizarse princi-
palmente con luz, calor, electricidad
y energía química. Un hecho tam-
bién de gran importancia en la ob-
tención de hidrógeno a partir del
agua, lo constituye la regeneración
(recuperación) de ésta, cuando el hi-
drógeno es consumido (Dincer,
2012; Casadevall, Call, Codolá,
Acuña-Pares, & Lloret-Fillol, 2016;
Tuller, 2017; Willkomm et al., 2016)
Los requerimientos actuales a nivel
mundial, en los campos energético,
económico, salud, comunicación,
seguridad, ambiente, servicios y bie-
nestar comunitario, urgen por el ac-
ceso sin limitaciones al recurso
energético. En la práctica, ello se tra-
duce, en la disposición general sin
restricciones, en primera instancia
del recurso energético, desde fuen-
tes seguras, disponibles, ilimitadas,
accesibles, variadas, no contaminan-
tes y económicas. De las fuentes dis-
ponibles, el hidrógeno cumple con
buena parte de estas exigencias y
ello explica la creciente actividad
científico-técnica, los nuevos desa-
rrollos y nuevas aplicaciones de este
recurso. El combustible hidrógeno es
considerado un eficiente y limpio
transporte de energía, que solamente
produce agua como un subproducto
de su combustión (El-Shafie, Kam-
bara, & Hayakawa, 2019; Dunn,
2007). La eficiencia de producción
66
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
de hidrógeno, del agua y energías
renovables se ubica entre un 40-70
% (Tabla 8). La Tabla 9 nos presenta
parámetros tales como los factores
de contenido de hidrógeno, de des-
contaminación, impacto ambiental
de hidrógeno y combustibles fósiles,
para interrelación.
67
ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
Tabla 8. Eficiencia de Tecnologías de Hidrógeno-Renovable
(Willkomm et al.,2016)
Tecnología Stock de Eficiencia Estado
alimentación (%)
Electrolizador H2+ electricidad 50 - 60 Comercial
Alcalino
Electrolizador H2+ electricidad 55 - 70 Término corto
PEMFC
Celda de Electrolisis H2+ electricidad 40 - 60 Término medio
de óxido sólido + calor
Escisión
Termoquímica H2+ calor NA Término largo
del agua
Escisión
Fotoelectroquímica H2+ luz solar 12,4 Término largo
del agua
Tabla 9. Factor de contenido de hidrógeno (FCH),
Factor descontaminante (FD),
Factor de impacto ambiental (FIA) de hidrógeno y otros combustibles fósiles
(Dincer & Acar, 2015).
Combustible Carbón Petróleo Gas Natural Hidrógeno
FCH o FD 0 0,1 0,38 1,0
FIA 3,35 3,2 2,5 0,0
El método de electrolisis de agua
puede limitarse a los siguientes tipos:
electrolito alcalino, membrana de in-
tercambio protónico y electrolizador
de óxido sólido. En la Tabla 10 se lis-
tan, especificaciones típicas de los
métodos tecnológicos de electrólisis
del agua. Se han desarrollado electro-
lizadores de baja temperatura y tie-
nen eficiencias de 56% -73% en
condiciones de (70,1 -53,4 kWh.kg-1,
H2a 1atm y 25°C). Los sistemas de
electrólisis alcalino son los más co-
munes y el sistema de electrolisis de
óxido sólido es el más eficiente eléc-
tricamente, aún bajo desarrollo.
68
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
Tabla 10. Especificaciones de electrolizadores Alcalino,
Membrana de Intercambio Protónico (PEM) y Óxido Sólido (SOE)
(Bhandari, Trudewind, & Zapp, 2014)
Especificaciones Alcalino PEM SOE
Madurez de la Estado del Arte Demostración R&D
Tecnología
Temperatura de la 60-80 50-80 900-1000
Celda, °C
Presión de la Celda < 30 < 30 < 30
bar
Densidad de 0,2 – 0,4 0,6 – 2,0 0,3 – 1,0
Corriente A/cm2
Voltaje de Celda, V 1,8 – 2,4 1,8 – 2,2 0,95 – 1,3
Densidad de Hasta 1,0 Hasta 4,4 –
Potencia W/cm2
Eficiencia en 62 - 82 67 - 82 81 - 86
Voltaje, %
Consumo de energía
de sistema 4,5 – 7,0 4,5 – 7,5 2,5 – 3,5
específico
Son variados los campos científico-
técnicos de atención a los requeri-
mientos energéticos, dentro de ellos,
el campo electroquímico, en sintonía
con el catalítico y la nanociencia,
muestran una gran versatilidad para
el tratamiento de esos requerimien-
tos. Hay un avance permanente y
sostenido, en los estudios, diseños,
mejoras, aplicaciones, en este cam -
po y otros, y es de esperar que, en un
tiempo razonable, el planeta en su
totalidad disfrute, sin restricciones, la
solución a esta situación de actual
emergencia. En electroquímica, se
trata con fuentes energéticas renova-
bles, poco o no contaminantes, solar
(directa, indirecta, difusa, térmica),
eólica, hidroeléctrica, marina, geo-
térmica; con diseños sencillos, mo-
dificables, evolutivos y aplicables
Producción de hidrógeno en celdas
fotoelectroquímicas
• Celda fotoelectroquímica que uti-
liza un fotoelectrodo estructurado
en capas e incorpora un cataliza-
dor coloide de platino (ec. 5)
(5)
• Celda Tándem de multiuniones
(Ho, Thogiti, Lee, & Kim, 2017;
Willkomm, J.; Orchard, KL.; Rey-
nal, A., et al.; Yanagida, Onozawa,
Mitsuhiko, Kazuhiro, & Sugihara,
2010), la cual es una celda de se-
miconductores, con brechas ener-
géticas (band gaps) que van
disminuyendo sucesivamente.
Cada semiconductor absorbe una
porción diferente del espectro
solar y como consecuencia se pro-
ducen altas eficiencias (> 30 %).
Existen además investigaciones en
desarrollo, por ejemplo, con alea-
ciones II-VI, incorporando impure-
zas de tierras raras. El sistema es
bipolar para generar el potencial
necesario; los dos polos son a su
vez divididos en una serie de mul-
tiuniones para absorber una pro-
porción del espectro solar más
grande. La electrólisis ocurre por
medio de electrocatalizadores,
Ptnegro y RuO2(ec. 6).
69
ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
ʨ
En el caso de funcionamiento de una
celda fotoelectroquímica sensibili-
zada para la fotoelectrólisis del
agua, la luz es absorbida por el co-
lorante y los electrones inyectados al
semiconductor. La reacción de oxi-
dación ocurre en la interfaz colo-
rante – electrolito. El sistema lo com-
ponen semiconductores nano
estructurados (para incrementar el
área real) – sensibilizador – electro-
lito (ec. 7).
(6)
(7)
Fotoelectrólisis de agua sobre una
solución sólida fotocatalizadora. (i)
el Fotocatalizador absorbe más ener-
gía fotónica (solar) que la brecha
energética del material y genera
pares electrón–huecos fotoexitados
en la masa. (ii) las cargas fotoexita-
das se separan y migran a los diferen-
tes sitios de la superficie fotocata-
lítica sin sufrir recombinación y (iii)
el agua es reducida y oxidada por
electrones y huecos para producir hi-
drógeno y oxígeno respectivamente
(ec. 8).
70
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
(8)
El hidrógeno electrolítico conve-
nientemente almacenado, ya sea
como gas comprimido, líquido a
bajas temperaturas o sólido bajo la
forma de hidruro metálico, puede re-
convertirse a electricidad en celdas
de combustible durante las horas de
mayor consumo o períodos noctur-
nos o de ausencia de viento y trans-
portarse al centro de consumo
donde su combustión térmica pro-
duce calor y agua, aunque también
se genera algo de NOx si se utiliza
aire como comburente o, alternati-
vamente, alimentar a celdas de com-
bustible produciendo directamente
electricidad y agua, que retorna al
ambiente, sin emisión de contami-
nantes. De este modo, el ciclo del
hidrógeno constituye un sistema ce-
rrado ya que el combustible se rege-
nera. El hidrógeno también se puede
usar directamente en quemadores o
motores, produciendo calor por
combustión limpia, o convertir di-
rectamente su energía química en
electricidad en celdas de combusti-
ble, en un proceso de alta eficiencia
(Kruse, 2011). Puesto que el hidró-
geno no se encuentra libre en la na-
turaleza, se debe gastar energía para
producirlo, tal como en el caso de la
electricidad.
Comburente oxígeno
En los últimos años, se han produ-
cido avances importantes a nivel
mundial con el desarrollo de celdas
de combustible de hidrógeno/oxí-
geno que emplean la nueva tecnolo-
gía de electrolito de polímero sólido,
con la cual se alcanzan altas eficien-
cias de conversión y densidades de
potencia. Sin embargo, existen to-
davía pérdidas de energía importan-
tes asociadas a problemas de
electrocatálisis de las reacciones
electródicas, que disminuyen la efi-
ciencia de conversión a (50-60) %.
Uno de los inconvenientes en las
celdas de combustible que operan a
bajas temperaturas y a altas densida-
des de potencia, se debe al alto so-
brepotencial de la reacción de re-
ducción de oxígeno (RRO).
Por ello, para reducir las pérdidas de
energía asociadas, se requiere del
desarrollo de materiales de electro-
dos con estructuras superficiales de
alta actividad catalítica que permitan
minimizar las pérdidas de energía
relacionadas con los sobrepotencia-
les de electrodo, particularmente los
correspondientes a la reducción de
oxígeno, y así conducir los procesos
de conversión de energía a veloci-
dad y eficiencia máximas.
Las celdas de combustible de baja
temperatura necesitan electrocatali-
zadores para acelerar las reacciones
involucradas en los procesos electró-
dicos, principalmente la reacción
catódica. En una celda de combus-
tible de hidrógeno/oxígeno, la reac-
ción catódica de electrorreducción
de oxígeno es de suma importancia
por el consumo energético involu-
crado, que es aproximadamente
cuatro veces mayor que el de la re-
acción anódica de electrooxidación
de hidrógeno. La reacción de reduc-
ción de oxígeno (RRO) es la reac-
ción determinante del proceso
global, debido a que es aproximada-
mente cinco órdenes de magnitud
más lenta que la reacción de oxida-
ción de hidrógeno (ROH). La reduc-
ción lenta del oxígeno conduce a
pérdidas en la tensión de las celdas
de combustible e impone restriccio-
nes en las densidades de potencia.
De ahí la necesidad de desarrollar
nuevos materiales electrocatalíticos
para acelerar esta reacción y obtener
así la mayor eficiencia energética
posible.
Sobre el vehículo eléctrico
Un vehículo eléctrico (Faiz, Weaver,
& Walsh, 1996; Reyes-Campaña,
Guanuche-Larco, Pulles-Tinoco, &
Aguirre-Stoica, 2021; Maldonado-
Páez, Masaquiza-Yanzapanta, Gad-
vay-aushiña, & Jima-Matailo, 2020;
Trujillo-Sandoval & García-Torres,
2020) es un vehículo propulsado por
uno o más motores eléctricos; puede
alimentarse a través de una fuente
externa que suministre energía eléc-
trica, o pueden ser autónomos al
tener instalados baterías, paneles so-
lares, o un generador eléctrico que
transforme un combustible en elec-
tricidad. Los vehículos eléctricos
pueden ser, entre otros, vehículos de
carretera y ferrocarril, embarcacio-
71
ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
nes de superficie y submarinas, avio-
nes eléctricos y naves espaciales
eléctricas. Los vehículos eléctricos
se pueden clasificar dependiendo
del tipo de fuente eléctrica utilizada
en su alimentación (Tabla 11).
72
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
Tabla 11. Ventajas de vehículos eléctricos a baterías (BEV) y vehículos movidos por
celdas de combustible (FCEV)
Ventajas Desventajas
No producen contaminación atmosférica Menor autonomía actualmente
No producen contaminación acústica Lugar de carga (acondicionar garaje,
toma eléctrica, punto de carga externo)
Ahorro relativo en su mantenimiento Precio elevado. Se espera reducciones
a futuro, con los desarrollos
Mayor espacio para habitabilidad Pocos talleres especializados y
limitación en piezas, en la actualidad
Mayor eficiencia, menor consumo Se espera la electricidad para la recarga
desde fuentes no contaminantes
Larga vida útil
Actualmente son varios los países
que ya han comercializado vehícu-
los eléctricos y muchas las investiga-
ciones que se adelantan por su
optimización.
Procesos regenerativos con energías
no renovables.
Se desea sustituir a los combustibles
fósiles como fuente energética en el
planeta, ello motivado a su contribu-
ción a la contaminación ambiental,
lluvia ácida y cambio climático. Se
está en la búsqueda de fuentes no
contaminantes y poco contaminan-
tes, en el primer caso hablamos de
la utilización de energías renovables
para la obtención de electricidad y
del combustible hidrógeno por vía
no contaminante. En secciones ante-
riores se han presentado casos en
que por vía electroquímica se culmi-
nan procedimientos que conducen a
la ausencia o minimización de con-
taminación y cumplimiento de esta
necesidad.
Por vía electroquímica, es también
posible el diseño de procesos poco
contaminantes y, en particular, al
caso de utilización de compuestos
monocarbonados (Figura 8). Con la
utilización de estos compuestos es
posible obtener altos rendimientos
en potencia y muy poca contamina-
ción (relativo a combustibles fósiles).
En algunos diseños, es posible ade-
más la regeneración del monocarbo-
nado reduciéndose, aún más, la
indeseada contaminación.
La alta eficiencia de conversión (>
50 %) de las celdas de combustible
permite un aprovechamiento má-
ximo de la energía química conte-
nida en los combustibles (hidrógeno,
metano, metanol, biocombustibles,
etc.), asegurando de este modo el
uso racional de los recursos.
El metanol presenta las siguientes
características en su utilización en la
DMFC: –fácil de manipular, –fácil de
transportar, –fácil de almacenar, -–de
relativamente baja toxicidad, –buen
almacenador de hidrógeno, –buen
almacenador de energía, –alta den-
sidad de energía (orden de
1kWh/kg).
La Figura 8 nos presenta el ciclo
redox de monocarbonados y valores
altos de eficiencia energética en pro-
cesos oxidativos. Es importante la so-
lubilidad del combustible en el
medio (solvente apropiado y elec-
trodo poroso con catalizador incor-
porado).
73
ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
(9)
(10)
Mostrando como ejemplo la celda
de combustible de metanol, DMFC,
alimentada con este compuesto, sin-
tetizado en reacción redox CH4-CO2
se obtiene como producto el dióxido
de carbono y energía. El CO2puede
luego ser reconvertido en los reacti-
vos metano y dióxido de carbono,
para dar luego reinicio al proceso de
obtención de energía.
74
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
En el campo energético, con fuentes
renovables y no renovables, se tra-
baja en captura, conversión, almace-
namiento, suministro y usos de esa
energía. Hay importantes adelantos
en captura de energías renovables,
dispositivos de almacenamiento, sen-
sores, detectores, dispositivos para
suministro continuo, plantas energé-
ticas, procesos electrolíticos de inte-
rés, además de las celdas solares con
materiales poliméricos, éstos tienen
aplicaciones como materiales elec-
trónicos, dispositivos optoelectróni-
cos (celdas electrocrómicas, celdas
electroquímicas emisoras de luz, dis-
positivos fotoconductores), materia-
les laser, baterías recargables de
estado sólido y supercapacitores.
La conversión de energía solar en
formas útiles de energía comprende
procesos térmicos y fotónicos. En los
procesos fotónicos, la energía solar
es absorbida en un absorbente y
luego convertida en electricidad
(celda fotovoltaica) o como energía
química (celda fotoelectroquímica o
electrolítica). En base a ello, habla-
mos de sistemas
1) fotoquímicos,
2) fotobiológico,
3) Semiconductor (fotovoltaico, fotoe-
lectroquímico, electroquímico),
4) Hibrido (combinación de los o -
tros). Este trabajo se ha enfocado
en referencias a fuentes energéti-
cas y su contribución al cuidado
del cambio climático, y en ese
CONCLUSIÓN
sentido, se muestran contribucio-
nes de la electroquimienergía,
como aportes al control climático
sostenido que se desea para el pla-
neta. En resumen, se sugiere (a) el
desarrollo de celdas tipo Tandem
sensibilizadas, para la captura más
eficiente de la radiación solar, la
obtención de electricidad, hidró-
geno y metanol. (b) reciclaje, re-
potenciación, (c) el desarrollo de
baterías secundarias redox (Ej.
BFRV) para suministro energético
en sitios aislados, poco accesibles,
y también como fuente de res-
paldo. Uso en estaciones de re-
carga de vehículos eléctricos. (d)
desarrollo de celdas de combusti-
ble PMFC y DMFC con sistemas
de producción de hidrógeno o
metanol incorporado, para sumi-
nistro energético con diferentes
fines. (e) Montaje de plantas para
producción de metanol y energía
a partir de monocarbonados
(CH4/CO2) en procesos cíclicos
regenerativos. (f) fotoelectroquí-
mica, producción de hidrógeno
en celdas tandem sensibilizadas
(g) desarrollos nanoelectroquími-
cos (partículas, electrodos, catali-
zadores, componentes, etc.) según
sea requerido en los distintos de-
sarrollos.
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ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
AGRADECIMIENTOS
Al laboratorio de Electroquímica de
la Ilustre Universidad de Los Andes
(Mérida- Venezuela) y, en particular,
al grupo de Energía y Petróleo de
dicho laboratorio.
LISTA DE REFERENCIAS
Arenal- Mendoza, R.A., Ángeles-Jiménez, F.J. & Ávalos-González, F.R.A. (2010). Celdas
de Combustible: Diseño, simulación, caracterización y aplicación a la industria.
Automotriz. Proyectos de Ingeniería Mecatrónica. Instituto Tecnológico y de es-
tudios superiores de monterrey campus ciudad de México. Ed. Escuela de inge-
niería y arquitectura departamento de ingeniería mecatrónica
Asensio, P. (2020) Hidrógeno y pila de combustible. Energías renovables. p., (1-20)
Ed. Fundación de Energía de la Comunidad de Madrid
Balladores, Y., Márquez, J., Martínez, Y., Márquez, O.P., Manfredy, L. & López-Rivera,
S.A. (2014). Double Potentiostatic Deposition and Characterization of CdIn2Se4
Semiconductor, 4(8):439-446.
Barbir, F. (2005). PEM electrolysis for production of Hydrogen from renewable energy
sources. Sol. Energy, 78 (5), 661–669. doi:10.1016/j.solener.2004.09.003
Basirun, W.J., Pletcher, D. & Saraby-Reintjes, A. (1996). Studies of platinum electro-
plating baths Part IV: Deposits on copper from Q bath. Journal of Applied Elec-
trochemistry, 26(8), 873–880. doi:10.1007/bf00683750
Baxter, J.B., Bian, Z., Chen, G., Danielson, D., Dresselhaus, M.S., Fedorov, A.G., Fishe,
T., Jones, C.W., Maginn, E., Kortshagen, U., Manthiram, A., Nozik, A., Sholl, D.
& Wu, Y. (2009). Nanoscale design to enable the revolution in renewable energy.
Energy Environ. Sci., 2, 559–588. Birck and NCN Publications. Paper 405.
Bhandari, R., Trudewind, C.A. & Zapp, P. (2014) Life Cycle Assessment of Hydrogen
Production via Electrolysis Review. Journal of Cleaner Production, 85,151-163.
Bisquert, J. (2005). Sistemas electroquímicos y nanotecnología para el almacenamiento
de energía limpia. Univ. Jaume I, 12071 Castelló, España. https://d1wqtxts1xzle7.
cloudfront.net/51289584/2005_almacen_energia-
Bremner, S.P., Levy, M.Y. & Honsberg, C.B (2008). Analysis of tandem solar cell effi-
ciencies under AM1.5G spectrum using a rapid flux calculation method. Progress
in Photovoltaics: Research and Applications, 16(3), 225–233. doi:10.1002/
pip.799
Casadevall, C., Call, A., Codolá, Z., Acuña-Pares, F. & Lloret-Fillol, J. (2016). Cataliza-
dores para la conversión de energía solar en enlaces químicos. Anales de Quí-
mica. 112(3), 133-141.
Chen, M., Zhang, Y., Xing, G., Chou, S.L. & Tang, Y. (2021). Electrochemical energy
storage devices working in extreme conditions. Energy & Environmental Science,
14(6), 3323–3351. doi:10.1039/d1ee00271f
76
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
Datta, D., Mukherjee, P.P. & Chiu, W.K. (2021) Special Section on Mechanics of Elec-
trochemical Energy Storage and Conversion J. Electrochem. En. Conv. Stor., 18(4)
040301
De Bastiani, M., Mirabelli, A.J., Hou, Y., Gota, F., Aydin, E., Allen, T.G., Troughton, J.,
Subbiah, A.S., Isikgor, F.H., Liu, J., Xu, L., Chen, B., Van Kerschaver, E., Baran,
D., Fraboni, B., Salvador, M.F., Paetzold, U.W., Sargent, E.H. & De Wolf, S. . Ef-
ficient bifacial monolithic perovskite/silicon tandem solar cells via bandgap en-
gineering. Nature Energy, 6(2), 167–175. doi:10.1038/s41560-020-00756
Dincer, I. (2012). Green methods for hydrogen production. International Journal of
Hydrogen Energy, 37(2) 1954-1971.
Dincer, I. & Acar, C. (2015) Review and Evaluation of Hydrogen Production Methods
for Better Sustainability. International Journal of Hydrogen Energy, 40(34),11094-
11111.
Dunn, J. (2007). Hydrogen Futures: Toward a Sustainable Energy System. International
Journal of Hydrogen Energy, 27(3) 235-264. https://doi.org/10.1016/S0360-
3199(01)00131-8
El-Shafie, M., Kambara, S. & Hayakawa, Y. (2019) Hydrogen Production Technologies
Overview. Journal of Power and Energy Engineering, 7(1) 107-154.
https://doi.org/10.4236/jpee.2019.71007
Esteve-Adell, I., Gil-Agustí, M., Saenz de Zaitegui, L.Z., Quijano-López, A. & García-
Pellicer, M. (2020). Aplicaciones del grafeno en sistemas de almacenamiento de
energía. Anales de. Química, 116(4) 233-240
Faiz, A., Weaver, C.S. & Walsh, M.P. (1996). Air Pollution from Motor Vehicles: Stan-
dards and Technologies for Controlling Emissions. World Bank Publications. 227.
https://doi.org/10.1596/0-8213-3444-1
Fujishima, A. & Honda, K. (1972). Water Photolysis on TiO2electrodes. Nature.
238(37-38) https://doi.org/10.1038/238037a0.
77
ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
Geisz, J.F., France, R.M., Schulte, K.L., Steiner, M.A., Norman, A.G., Guthrey, H.L.,
Young, M.R., Tao Song, T. & Moriarty, T. (2020). Six-junction III–V solar cells with
47.1% conversion efficiency under 143 Suns concentration. Nat Energy, 5, 326–
335 https://doi.org/10.1038/s41560-020-0598-5 (2020)
Graetzel, M. (2006). Generation of hydrogen from the solar photolysis of water: Hydro-
gen Conference. UC Santa Bárbara, USA August 20-25 http://www.icmr.ucsb.
edu/programs/archive/documents/Graetzel.pdf
Green, MA. (2002). Third generation photovoltaics: solar cells for 2020 and beyond.
Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures, 14(1-2), 65–70.
doi:10.1016/s1386-9477(02)00361-2
Gregory, A.J., Levason, W. & Pletche,r D. (1993). Studies of platinum electroplating
baths. Journal of Electroanalytical Chemistry, 348(1-2)211–219. doi:10.1016/
0022-0728(93)80133-3
Guía de la Energía Solar (2006). Dirección General de Industria, Energía y Minas. Obra
Social Caja Madrid. Es. www.obrasocialcajamadrid.es
Ho, P., Thogiti, S., Lee, Y.H. & Kim, J.H. (2017). Discrete photoelectrodes with dyes
having different absorption wavelengths for efficient cobalt-based tandem dye-
sensitised solar cells. Scientific Reports, 7(1). doi:10.1038/s41598-017-02480-y
Hodes, G. & Cahen, D. (1986). Electrodeposition of CuInSe2 and CuInS2films. Solar
Cells, 16, 245–254. doi:10.1016/0379-6787(86)90088-8
https://analesdequimica.es/index.php/AnalesQuimica/article/view/1334/2212
Kruse, D.A. (2011). Synthesis and characterization of core-shell nanomaterials for solar
production of hydrogen fuel. MSc Physics, University of New Mexico, Albuquer-
que, New Mexico. Physics & astronomy etds pp. 1-87
Le Penven, R., Levason, W. & Pletcher, D. (1992). Studies of platinum electroplating
baths Part I: The chemistry of a platinum tetrammine bath. J. Appl. Electrochem.,
22, 415–420
78
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
Li, C., Song, Z., Chen, C., Xiao, C., Subedi, B., Harvey, S.P., Kamala, N.S., Subedi, K.,
Chen, L., Liu, D., Li, Y., Kim, Y., Jiang, C., Heben, M.J., Zhao, D., Ellingson, R.J.,
Podraza, N.J., Al-Jassim, M. & Yan, Y. (2020). Low-bandgap mixed tin–lead iodide
perovskites with reduced methylammonium for simultaneous enhancement of
solar cell efficiency and stability. Nature Energy, 5(10), 768–776.
doi:10.1038/s41560-020-00692-7
Li, W., Deng, L., Wang, X., Cao, J., Xie, Y., Zhang, Q., Zhang, H., Deng, H. & Cheng,
S. (2021). Close-spaced thermally evaporated 3D Sb2Se3 film for high-rate and
high-capacity lithium-ion storage. Nanoscale. 13, 9834-9842 doi:10.1039/
d1nr01585k
Li, W., Sengupta, N., Dechent, P., Howey, D., Annaswamy, A. & Sauer, D.U. (2021).
Online capacity estimation of lithium-ion batteries with deep long short-term
memory networks. Journal of Power Sources, 482, 228863. doi:10.1016/j.jpow-
sour.2020.22886
Lincot, D., Guillemoles, J.F., Taunier, S., Guimard, D., Sicx-Kurdi, J., Chaumon, A.,
Roussel, O., Ramdani, O., Hubert, C., Fauvarque, J.P., Bodereau, N., Parissi, L.,
Panheleux, P., Fanouillere, P., Naghavi, N., Grand, P.P., Benfarah, M., Mogensen,
P. & Kerrec, O. (2004) Chalcopyrite thin film solar cells by electrodeposition.
Solar Energy, 77(6), 725–737. doi:10.1016/j.solener.2004.05.024
Lincot, D. (2005). Electrodeposition of semiconductors. Thin Solid Films, 487(1-2), 40–
48. doi:10.1016/j.tsf.2005.01.032
Lokhande, C.D. (1991). Chemical deposition of metal chalcogenide thin films. Mate-
rials Chemistry and Physics, 27(1), 1–43. doi:10.1016/0254-0584(91)90158-q
Maldonado-Páez, F.E., Masaquiza-Yanzapanta, A.G., Gadvay-Ushiña, D.J. & Jima-Ma-
tailo, J.C. (2020). Model of components of an electric vehicle that contribute to
an analysis of clean technology in the automotive industry. Pol. Con., 5(8) 689-
705 doi: 10.23857/pc.v5i8.1618
Manfredy, L., Márquez, O.P., Márquez, J., López-Rivera, S.A., Martínez, Y. & Balladores,
Y. (2014). Electrosynthesis and Characterization of a CulnS2Good Absorber Se-
miconductor for Thin Film Solar Cells. ARPN Journal of Science and Technology,
4(8):455-463
79
ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
Mantell, C.L. (2021) Ingeniería Electroquímica, Ed Reverteé, España
Márquez, J., Márquez, O.P., Weinhold, E. & Márquez, K. (2021). Hidrógeno desde la
energía Solar (con Electroquímica). Una revisión. 4(1)11-27.
Márquez, J. & Márquez, O.P. (2018). Electroquimienergía. Revista de Ingeniería y Tec-
nología Educativa (RITE), 1(2)9-26.
Márquez, J., Márquez, O.P., Weinhold, E., Márquez, K. & Balladores, Y. (2021). Vanadio
en Celdas Redox con Flujo. Estado Actual: Una Revisión (parte B). Revista Cien-
cia e Ingeniería, 42(3):351-358.
Márquez, K., Montilla, M., Alarcón, D., Márquez, O.P., Márquez, J. & Manfredy, L.
(2018). La Celda y la Batería Redox de Vanadio. Revista de Ingeniería y Tecnolo-
gía Educativa (RITE), 1(1):25-40.
Márquez, O.P. & Márquez, J. (2018). Solid Catalysts for Renewable Energy production.
Chapter 11 in Synthesis of electrocatalysts for electrochemistry in energy. IGI-
global, (S González & F Imbert, Eds.), PA, USA
Moreno, S., Silva, M., Tanides, C., López, A.E. & Halperin, F. (2017). Uso Racional y
Eficiente de la Energía. www.minem.gob.ar/ee., Vázquez Mazzini Ed.
O´M Bockris, J. & Reddy, A.K.N. (2002). Electrodics. In: Modern Electrochemistry 2A.
pp 1035-1400 Springer, Boston, MA. Online ISBN978-0-306-47605-1
Olabi, A.G., Onumaegbu, C., Wilberforce, T., Ramadan, M., Abdelkareem, M.A. & Al
– Alami, A.H. (2020). Critical Review of Energy Storage Systems. Energy, 214 (1)
2021, 118987. doi:10.1016/j.energy.2020.118987
Olabi, A.G., Wilberforce, T. & Abdelkareem, M.A. (2020). Fuel cell application in the
automotive industry and future perspective. Energy, 214 (1) 118955.
doi:10.1016/j.energy.2020.118955
Poizot, P., Laruelle, S., Grugeon, S., Dupont, L. & Tarascon, J.M. (2000). Nano-sized
transition-metal oxides as negative-electrode materials for lithium-ion batteries.
Nature, 407(6803), 496–99. doi:10.1038/35035045
80
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
Ponce de León, C., Frías-Ferrer, A., González-García, J., Szánto, D.A. & Walsh, F.C.
(2006). Redox flow cells for energy conversion. Journal of Power Sources, 160(1),
716–732. doi:10.1016/j.jpowsour.2006.02.09
Pugach, M., Vyshinsky, V. & Bischi, A. (2019). Energy efficiency analysis for a kilo-watt
class vanadium redox flow battery system. Applied Energy, 253, 113533.
doi:10.1016/j.apenergy.2019.11353
Reyes-Campaña, G.G., Guanuche-Larco, D.J., Pulles-Tinoco, S.A. & Aguirre-Stoica,
M.S. (2021). Study of the perception of electric vehicles in the city of Quito.
Dom. Cien., 7(5), 937-958 doi: http://dx.doi.org/10.23857/dc.v7i5.2291
Rusu, M., Wiesner, S., Fuertes-Marrón, D., Meeder, A., Doka, S., Bohne, W., Lindner,
S., Schedel-Niedrig, Th., Giesen, Ch., Heuken, M. & Lux-Steiner, M.Ch. (2004).
CuGaSe2thin films prepared by a novel CCSVT technique for photovoltaic ap-
plication. Thin Solid Films, 451-452, 556–561. doi:10.1016/j.tsf.2003.10.089
Sandoval-Ruiz, C.E. (2020). Arreglos fotovoltaicos inteligentes con modelo LFSR-re-
configurable. Ingeniería, 30(2) 32-61.
Trujillo-Sandoval, DJ. & García-Torres, E.M. (2020). Respuesta de demanda de energía
por introducción de vehículos eléctricos: estado del arte, I+D Tecnológico, 16(1)
5-11. https://doi.org/10.33412/idt.v16.1.2433
Tuller, H.L. (2017). Solar to fuels conversion technologies: a perspective. Materials for
Renewable and Sustainable Energy, 6(1)1-16. doi:10.1007/s40243-017-0088-2
Ventosa, E. (2021). Why Nano-electrochemistry is Necessary in Battery Research. Cu-
rrent Opinion in Electrochemistry, 25, 100635- doi:10.1016/j.coelec.2020.
09.002
Villarreal-Archila, S.M., Serrano-Figueroa, C. & Quiroga-Rojas, D.K. (2021) Evaluation
of a mitigation proposal on the final disposal of lead-based batteries and its en-
vironmental impact. Ingeniería y competitividad, 23(1), 8720-8732 doi:
10.25100/iyc.23i1.8720
81
ELECTROQUIMIENERGÍA Y CAMBIO CLIMÁTICO:
UNA REVISIÓN
Márquez et. al., 43–82
Wang, Y., Ruiz Diaz, D.F., Chen, K.S., Wang, Z. & Adroher, X.C. (2020). Materials, te-
chnological status, and fundamentals of PEM fuel cells – A review. Materials
Today, 32, 178-203 doi:10.1016/j.mattod.2019.06.005
Willkomm, J., Orchard, K.L., Reynal, A., Pastor, E., Durrant, J.R. & Reisner, E. (2016).
Dye-sensitised semiconductors modified with molecular catalysts for light-driven
H2production. Chem. Soc. Rev., 45 (1) 9-23. doi:10.1039/C5CS00733J
Wulfinghoff, D.R. (1999). Fossil Fuels. Energy Efficiency Manual. 1247-1287
Yanagida, M., Onozawa, N., Mitsuhiko, K., Kazuhiro, K. & Sugihara, S.H. (2010). Op-
timization of tandem structured dye-sensitized solar cell. K. 94(2) 297-302.
doi:10.1016/j.solmat.2009.10.002
82
InfoANALÍTICA 10(1)
Enero 2022
