Obtención de hidrógeno por vía electrólisis procedente de agua con el surfactante aniónico lineal dodecilbencenosulfonato de sodio (DBSS)

Abstract

This research aims to evaluate Hydrogen gas (H2) generation through electrolysis using synthetic samples and laundry wastewater samples which containing the anionic surfactant Sodium Dodecylbenzene Sulfonate (SDBS). While conventional electrolysis is governed by parameters such as voltage, current, pH, electrode material, electrolyte type, inter-electrode distance, and temperature, this study proposes surface tension as a critical additional factor. It is hypothesized that an reduced surface tension facilitates higher yields. Given that SDBS significantly lowers the surface tension of water, this work quantitatively determines the influence of surfactant concentration, electrode composition, and applied voltage on hydrogen production. A three-factor experimental design was employed utilizing three voltage levels (60V, 80V, and 100V) and three detergent concentrations (synthetic samples: 0.0, 1.0, and 5.0 g/L). Electrode configurations included combinations of Copper (Cu), Aluminum (Al), and Stainless Steel 316 (SS 316) for the anode (+) and cathode (-) or called (+||-): (Cu||Al), (Al||Al), (SS 316||SS 316), (Al||SS 316), and (Cu||SS 316).

La presente investigación tiene como objetivo generar gas hidrógeno (H2) aplicando electrólisis a una serie de muestras sintéticas y en muestras de agua de residuo de lavado que contienen al surfactante aniónico lineal Dodecilbencenosulfonato de Sodio (DBSS), molécula activa del detergente comercial utilizado en la elaboración de ambas muestras. Los factores que influyen predominantemente en la electrólisis son el voltaje, amperaje, pH del agua, material en los electrodos, el tipo de electrolito, separación entre electrodos y la temperatura. Este trabajo contempla la tensión superficial del agua como un factor de influencia adicional, ya que, además de ser una variable escasamente estudiada en investigaciones relacionadas a este método, se propone que habrá una mayor generación de H2 en agua con niveles bajos de tensión superficial. El DBSS disminuye la tensión superficial del agua, por lo cual, se plantea determinar cuantitativamente el nivel de influencia que tiene esta variable sobre la producción de H2 en función de la concentración de detergente adicionado, así como la influencia del material en los electrodos y del voltaje aplicado. Se empleó un diseño de tres factores donde se mantienen fijos tres niveles de voltaje (100V, 80V y 60V); tres concentraciones de detergente (muestras sintéticas: 0.0, 1.0 y 5.0 g/L); y en los electrodos se utilizan combinaciones de Cobre (Cu), Aluminio (Al) y Acero Inoxidable 316 (SS 316; Stainless Steal 316) en el Ánodo (+) y Cátodo (-) o (-||+): (Cu||Al), (Al||Al), (SS 316||SS 316), (Al||SS 316) y (Cu||SS 316).