Patente nacional por "SISTEMA PARA DISOCIAR MOLÉCULAS DE UN MEDIO LÍQUIDO POR ELECTRÓLISIS"

Reivindicaciones:
+ ES-2961789_A11. Sistema para disociar moléculas de un medio líquido por electrólisis que comprende: - una primera estructura conductora (11, 21, 31) con una pluralidad de bordes (11a, 12a, 5a) expuestos al medio líquido por una primera cara; - una segunda estructura conductora (12, 22, 32) con una pluralidad de bordes (11a, 12a, 5a) expuestos al medio líquido por una primera cara; donde, en operación, ambas estructuras conductoras (11, 12) actúan como electrodos y existe una diferencia de voltaje entre la primera estructura conductora (11, 21) y la segunda estructura conductora (12, 22) que genera un campo eléctrico; caracterizado por que comprende: - una tercera estructura concentradora (13, 33) configurada para concentrar el campo eléctrico, donde la tercera estructura concentradora (13, 33) está acoplada con ambas estructuras conductoras (11, 12) por una segunda cara opuesta a la primera cara, donde la tercera estructura concentradora (13, 33) comprende una pluralidad de porciones (13a, 33a) expuestas al medio líquido y asociadas con la pluralidad de bordes (11a, 12a, 5a) de las estructuras conductoras (11, 12) donde las porciones (13a, 33a, 33b) causan un incremento de concentración del campo eléctrico en los bordes (11a, 12a, 5a) , de manera que se reduce el umbral de diferencia de voltaje necesario para disociar las moléculas del medio líquido en moléculas disociadas gaseosas de menor complejidad; - una cuarta estructura separadora (14) configurada para separar la primera estructura conductora (11, 21) de la segunda estructura conductora (12, 22) , para permitir el intercambio de moléculas del medio líquido, y para limitar una mezcla de moléculas disociadas gaseosas producidas en cada estructura conductora (11, 12, 21, 22) . 2. Sistema para disociar moléculas de un medio líquido por electrólisis según la reivindicación 1, donde la tercera estructura concentradora (13, 33) es de material aislante. 3. Sistema para disociar moléculas de un medio líquido por electrólisis según la reivindicación 1, donde la tercera estructura concentradora (13, 33) es de material conductor (131) revestida parcialmente de una capa de material aislante (132) , donde, en operación, se aplica, al material conductor de la tercera estructura concentradora (13, 33) , un voltaje intermedio entre el valor de voltaje de la primera estructura conductora (11) y de la segunda estructura conductora (12) . 4. Sistema para disociar moléculas de un medio líquido por electrólisis según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, - donde la primera estructura es una primera lámina conductora (11) , la segunda estructura es una segunda lámina conductora (12) , donde la tercera estructura concentradora (13) es además la cuarta estructura separadora; donde las tres estructuras (11, 12, 13) están unidas y comprenden, cada una, una pluralidad de orificios (8) pasantes, donde cada orificio (8) tiene asociado un borde (11a, 12a) en cada lámina conductora (11, 12) . 5. Sistema para disociar moléculas de un medio líquido por electrólisis según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, - donde la primera estructura conductora es una primera una malla conductora (21) , donde la segunda estructura conductora es una segunda malla conductora (22) , donde cada malla conductora (21, 22) comprende una pluralidad de conductores anulares (7) e hilos conductores (9) ; - donde la tercera estructura concentradora (13) es además la cuarta estructura separadora (14) y donde la tercera estructura concentradora es aislante y está unida a ambas mallas conductoras (21, 22) ; donde la primera malla conductora (21) , la segunda malla conductora (22) y la tercera lámina aislante (13) comprenden una pluralidad de orificios (8) pasantes por los conductores anulares (7) , donde cada orificio (8) tiene asociado un borde (11a, 12a) en cada conductor anular (7) de cada lámina conductora (11, 12) . 6. Sistema para disociar moléculas de un medio líquido por electrólisis según la reivindicación 4 o 5, donde un canal definido por el orificio (8) en la lámina aislante (13) tiene un perfil que se estrecha mediante una porción (13a) saliente. 7. Sistema para disociar moléculas de un medio líquido por electrólisis según la reivindicación 6, donde el perfil del canal definido por el orificio (8) tiene forma de cuña simple, de cuña doble o rectangular. 8. Sistema para disociar moléculas de un medio líquido por electrólisis según una cualquiera de las reivindicaciones 1a 3, donde cada estructura conductora (31, 32) comprende una pluralidad de elementos conductores (5) e hilos conductores (9) ; donde la tercera estructura concentradora (13) comprende dos subestructuras aislantes (33) , cada una asociada a un electrodo diferente, donde las porciones (33a, 33b) están en cada subestructura aislante (33) forman un valle (33a) y una cresta (33b) , donde el valle (33a) aloja un elemento conductor (5) al menos parciamente expuesto al medio líquido por un borde (5a) . 9. Sistema para disociar moléculas de un medio líquido por electrólisis según la reivindicación 8, donde el perfil para un canal definido por el valle (33a) separado por dos crestas (33b) tiene forma de cuña simple, de cuña doble o rectangular. 10. Sistema para disociar moléculas de un medio líquido por electrólisis según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde el medio líquido para disociar es agua. 11. Sistema para disociar moléculas de un medio líquido por electrólisis según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde el medio líquido para disociar es metanol.

Los productos y servicios protegidos por este registro son:
C25B 1/04 - C25B 3/26 - C25B 11/03 - C25B 13/02 - C25B 9/19 - C25B 15/04

Descripciones:
+ ES-2961789_A1 SISTEMA PARA DISOCIAR MOLÉCULAS DE UN MEDIO LÍQUIDO POR ELECTRÓLISIS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención pertenece al campo de los sistemas de disociación de moléculas de un medio líquido. En particular, la invención es de aplicación para la producción de hidrógeno mediante la electrólisis, disociando agua u otro líquido con átomos de hidrógeno, a temperatura y presión ambientales o en otras condiciones de temperatura y presión. También se relaciona con los electrolizadores. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Mediante la disociación, las moléculas de un medio son separadas en componentes químicos más sencillos, como moléculas menores o átomos. Cuando la disociación se realiza mediante electricidad, se habla de electrólisis. En particular, si las moléculas a disociar son de agua, se habla de electro-hidrólisis. Concretamente, la electro-hidrólisis para producir hidrógeno verde resulta de gran interés puesto que constituye una fuente de energía limpia. El hidrógeno obtenido puede emplearse como combustible sin emisión de CO2. En la electro-hidrólisis se produce una separación de los átomos de hidrógeno presentes en las moléculas de un medio líquido (electrolito) , normalmente agua alcalina (por ejemplo, agua destilada a la que se ha añadido hidróxido de potasio) mediante la aplicación de un campo eléctrico externo. Para llevar a cabo la electro-hidrólisis, se utilizan normalmente electrodos formados por hilos conductores o por mallas de hilos conductores, tanto para el electrodo positivo, generalmente el ánodo, como para el electrodo negativo o generalmente, el cátodo. Entre el cátodo y el ánodo se encuentra el electrolito. Al establecer una diferencia de potencial ntre ambos electrodos, se produce un campo eléctrico entre los mismos. Cerca de los electrodos el campo eléctrico aumenta de forma exponencial con un máximo en la superficie de dichos electrodos. El campo eléctrico en las proximidades de los electrodos puede ser suficientemente elevado (varios eV en el caso del agua) lo que favorece la separación de las moléculas del líquido en componentes disociados (hidrógeno y oxígeno en el caso del agua) . Cuando se utiliza agua alcalina, este método se denomina Alkaline Water Electrolysis (AWE) . Es deseable hacer más sostenible el proceso de electrólisis. Una manera considera emplear fuentes de energía con bajas emisiones de CO2 , por ejemplo, renovables. Otra manera se dirige a reducir la energía necesaria, lo que implica disminuir la diferencia de potencial entre los electrodos. Cuanto más pequeño es el diámetro de un hilo conductor mayor es el campo eléctrico en sus proximidades. Por tanto, una manera de requerir menos energía es emplear un electrodo de menor tamaño, ya que aumenta la capacidad para disociar las moléculas. Sin embargo, existe un inconveniente en este enfoque. Un tamaño muy reducido para los electrodos implica generalmente una menor robustez mecánica. En la práctica, redunda en que unos electrodos miniaturizados no puedan soportar un campo eléctrico elevado. DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN A la luz de los problemas del estado de la técnica expuestos en la sección anterior, un objeto de la presente invención se refiere, principalmente, a un sistema para disociar moléculas de un medio líquido en componentes empleando electrólisis. Las aplicaciones son diversas, aunque se pueden destacar la producción de hidrógeno para la generación de energía. No obstante, puede haber otras aplicaciones que se beneficien de las ventajas de la presente invención. Entre ellas, cabe mencionar la deposición de átomos en capas o la síntesis química de moléculas, ambas para la industria química. También en la reducción electroquímica de CO2 en metanol. El sistema propuesto logra minimizar la energía requerida para la obtención de moléculas disociadas (e.g. hidrógeno) mediante la concentración del campo eléctrico en las proximidades de los electrodos, disminuyendo el voltaje que es necesario aplicar entre ellos. Para ello, el sistema para disociar moléculas por electrólisis incluye dos estructuras conductoras que actúan como electrodos, cada una de ellas con una región expuesta al edio líquido (electrolito) . Las estructuras conductoras definen sendas cámaras (para ánodo y cátodo) . Si se aplica una diferencia de voltaje entre las estructuras conductoras se genera un campo eléctrico y el sistema minimiza el valor necesario para provocar la disociación del medio líquido. Se consigue gracias a una estructura concentradora asociada con las estructuras conductoras que permite la formación de unas regiones que concentran extraordinariamente el campo eléctrico para producir la disociación. En una familia de realizaciones, se aprovecha la propia estructura concentradora para que realice varias funciones adicionales. Una, que haga de estructura separadora y separe tanto eléctrica como físicamente las estructuras conductoras (electrodos) entre sí. Dos, que impida que burbujas de moléculas disociadas gaseosas, producidas en el medio líquido por una de las estructuras conductoras, pasen hacia la otra estructura conductora. Tres, que permita el paso del medio líquido de un lado a otro de la estructura concentradora. En cada lado la estructura concentradora se une a una estructura conductora. El conjunto tiene unos orificios suficientemente pequeños para impedir (o al menos minimizar) el intercambio de burbujas de un lado a otro de la estructura concentradora (entre la cámara para el ánodo y la del cátodo) y, a la vez, permitir cierto intercambio líquido. Los propios orificios ayudan a concentrar también el campo eléctrico y producen un incremento en una región marginal de la estructura conductora expuesta al medio líquido. Ese incremento es mayor cuando una porción de la estructura concentradora estrecha parte del orificio. Esta región marginal incluye el borde del orificio en la estructura conductora donde se alcanza un alto valor para el campo eléctrico. Se pueden definir diversas geometrías (cuña simple, doble, etc.) para la porción para el perfil del orificio en el tramo correspondiente a la estructura concentradora. También para el contorno del orificio. En esta familia de realizaciones, los electrodos que constituyen las estructuras conductoras pueden realizarse como una malla de hilos. En los nodos de la malla puede haber un elemento conector de mayor tamaño. También pueden ser láminas extremadamente delgadas, por ejemplo, entre 10 nanómetros y 100 micras, preferentemente, entre 10 nanómetros y 10 micras, más preferentemente, entre 10 nanómetros y 1 micra. La ventaja de las láminas frente a las mallas es su mayor robustez. En ambos casos, se consigue que los electrodos estén extremadamente próximos entre sí. En otra familia de realizaciones del sistema propuesto están diferenciadas la estructura separadora y la estructura concentradora. Los electrodos se encuentran más distanciados en este caso. La estructura concentradora se compone de dos subestructuras léctricamente aislantes, inmersas en el medio líquido. Cada subestructura integra su correspondiente estructura conductora (electrodo) . Las subestructuras incluyen porciones de material que forman una serie de cavidades o valles en cuyo interior se aloja un elemento conductor. Los valles se encuentran separados entre sí por unas crestas. Este elemento conductor es parte de la estructura conductora que funciona de electrodo (por ejemplo, una retícula de hilos conductores) . El elemento conductor puede estar parcialmente expuesto al medio líquido y parcialmente embebido en la subestructura para mayor robustez. Con este diseño también se concentran las líneas de campo en la región de la cavidad donde está dicho elemento conductor. Aspectos de ambas familias se pueden combinar. Por ejemplo, se pueden diseñar valles y crestas con formas geométricas que ayuden a concentrar mejor el campo eléctrico en las proximidades del elemento conductor. Por ejemplo, modificando el perfil para el canal para el campo. Cada canal está delimitado por un valle separado por crestas adyacentes y puede tener diferentes formas. Por ejemplo, de cuña simple, de cuña doble o simplemente rectangular. DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las características y ventajas se comprenderán plenamente a partir de la descripción detallada de la invención, así como de los ejemplos de realización referidos a las figuras adjuntas, que se describen en los párrafos siguientes. FIG. 1A muestra esquemáticamente un electrodo formado por un hilo conductor con sus líneas de campo eléctrico asociadas. FIG. 1B muestra una gráfica de la intensidad del campo eléctrico en función de la distancia al centro del electrodo. FIG. 2 es una gráfica comparativa de la densidad de corriente por unidad de superficie para una realización según el estado de la técnica y según la presente invención. FIG. 3A muestra esquemáticamente una vista frontal de una primera realización de la presente invención. FIG. 3B muestra esquemáticamente un corte lateral de una primera realización de la presente invención. FIG. 4 muestra esquemáticamente un corte lateral de una segunda realización de la presente invención. FIG. 5A muestra esquemáticamente un corte lateral de una tercera realización de la presente invención. FIG. 5B muestra esquemáticamente una variación de la tercera realización con una estructura aislante con una lámina conductora interior a un voltaje intermedio. FIG. 6A muestra esquemáticamente una vista frontal de una cuarta realización de la presente invención. FIG. 6B muestra una vista posterior en perspectiva. FIG. 7A muestra esquemáticamente un corte de una quinta realización de la presente invención. FIG. 7B muestra una ampliación de una parte de la quinta realización. Referencias numéricas utilizadas en los dibujos: I Línea de campo eléctrico. 5 Elemento conductor. 5a Borde del elemento conductor. 8 Orificio. 10 Electrodo. 10a Superficie expuesta del electrodo (al medio líquido) . I I Primera lámina conductora. 11a Borde del orificio de la primera lámina conductora. 12 Segunda lámina conductora. 12a Borde del orificio de la segunda lámina conductora. 13 Lámina aislante. 13a Porción. 131 Lámina conductora interior (de la estructura concentradora) . 132 Capa de material aislante (de la estructura concentradora) . 14 Cuarta estructura separadora. 21 Primera malla conductora. 21a Borde de la primera malla conductora. 22 Segunda malla conductora. 2a Borde de la segunda malla conductora. 33 Subestructura aislante. 33a Valles. 33b Crestas. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se expone, a continuación, una descripción detallada de la invención referida a diferentes realizaciones preferentes o ventajosas basadas en las figuras 1 a 7. Dicha descripción detallada se aporta con fines ilustrativos y no limitativos respecto del alcance de la invención reivindicada. Se presentan varios diseños de estructuras que concentran las líneas del campo eléctrico en las proximidades de los electrodos en una región expuesta al medio líquido que se desea disociar. En la FIG. 1A se muestra una sección de un electrodo 10 formado por un hilo conductor, y las líneas de campo eléctrico 1 asociadas, al que se ha aplicado una diferencia de potencial con otro electrodo (no mostrado) . Se puede apreciar que la densidad de líneas de campo eléctrico 1 es mayor al acercarse al electrodo 10. El máximo ocurre en la superficie expuesta 10a. La FIG. 1B es una gráfica de la intensidad del campo eléctrico en función de la distancia al centro del electrodo para el caso anterior. En el eje de abscisas, x, se representa la distancia a la superficie del electrodo. En el eje de ordenadas, y, se representa la intensidad del campo eléctrico. Se aprecia claramente cómo el valor para la intensidad del campo eléctrico se incrementa exponencialmente en las proximidades de la superficie del electrodo x=a. Como se apreciará en los ejemplos de realización siguientes, una estructura aislante, dispuesta adecuadamente en las proximidades de regiones de una estructura conductora, permite crear una región para cada electrodo que favorece la disociación. Se produce un incremento adicional en la concentración del campo eléctrico. Esta región funciona a modo de canal para encaminar y concentrar el campo eléctrico. La FIG. 2 es una gráfica comparativa de la densidad de corriente por unidad de superficie para un proceso de electro-hidrólisis según el estado de la técnica en línea punteada y según una realización de la presente invención en línea continua. En el eje de abscisas, x, se representa el voltaje medido en Voltios (V) . En el eje de ordenadas, y, se representa la densidad de corriente eléctrica por unidad de superficie o densidad superficial de corriente, edida en Amperios por centímetro cuadrado (A/cm2) . Las unidades mostradas no son precisas y tan sólo sirven para ilustrar el comportamiento favorable. Se desprende, de la comparación entre curvas, que el sistema propuesto consigue producir hidrógeno disociando la molécula de agua mediante la aplicación de voltajes de menor valor. Este resultado es extensible a otras reacciones químicas de electrólisis, cambiando el agua por otro líquido compuesto por otras moléculas, y eligiendo el electrolito adecuado para dicha reacción. A partir de estas moléculas de líquido, se obtendrían los elementos atómicos que las componen o moléculas más sencillas. La FIG. 3A y la FIG. 3B son ambas una representación esquemática de una vista frontal y de un corte lateral de una realización del sistema. Por claridad, no se muestra el medio líquido con las moléculas a disociar. El sistema incluye una lámina aislante 13 que está exteriormente unida por una cara con una primera lámina conductora 11 y por la otra cara opuesta con una segunda lámina conductora 12. Esta estructura de tres capas presenta múltiples orificios 8. Uno de tales orificios se muestra en el corte lateral de la FIG. 3B (oculta en la vista frontal de FIG. 3A) . Las láminas conductoras 11, 12 forman los electrodos (ánodos en una cara y cátodos en la cara opuesta) . Los orificios 8 son pasantes y comunican un lado (cámara del ánodo) con el otro (cámara del cátodo) permitiendo el paso de moléculas a disociar en estado líquido, pero impidiendo el paso de burbujas gaseosas con moléculas producidas en la disociación. Al aplicar una diferencia de potencial entre los dos electrodos (primera lámina conductora 11, y segunda lámina conductora 12) , las líneas de campo eléctrico 1 se concentran alrededor de los orificios 8 como muestra la FIG. 3B. Debido al estrechamiento del canal de paso, se produce un incremento en la concentración del campo eléctrico en el centro del orificio 8 y, por tanto, cerca del borde 11a de la lámina conductora 11, 12 que está expuesto al medio líquido y en sus proximidades. En la FIG. 3B se aprecia que se forma un canal que atraviesa dicho orificio 8 y que concentra, a su paso por el interior, el campo eléctrico. Cuando este canal es modificado y se hace adicionalmente más estrecho con una porción 13a (en forma de saliente) de la lámina aislante 13 que se extiende en dirección transversal a la dirección del campo eléctrico, se logra concentrar adicionalmente el campo eléctrico que debe atravesar el orificio 8 y con ello, en los bordes 11a de cada orificio 8 de la lámina conductora 11. De esta manera, se favorece la reacción de electrólisis. El perfil mostrado por la FIG. 3B es denominado de doble cuña. Esto es, el diámetro del orificio 8 disminuye progresivamente desde las caras de la lámina aislante 13 (cada cara próxima a una de las láminas conductoras 11, 12) hasta un plano interior. Por ejemplo, hasta un plano que divida la lámina aislante 13 en dos mitades de igual grosor. Es decir, tendría forma de huso. No obstante, otras formas serían posibles para la parte del canal interior del orificio 8 (rodeado por aislante) como se mostrará a continuación. Algunas formas tienen ventajas en configuraciones concretas. En la FIG. 4 se ilustra otra geometría, denominada de cuña simple, para una porción 13a del canal formado interiormente por el orificio 8 que tendría forma cónica. Como en la realización anterior, el sistema tiene una lámina conductora 11, 12 que se une con una cara diferente de la lámina aislante 13. Con la porción 13a simple el diámetro del orificio 8 disminuye progresivamente desde una de las caras de la lámina aislante 13 hasta la otra cara opuesta. En la FIG. 5A se ilustra otra geometría, denominada cilíndrica donde el canal interior definido por el orificio 8 es cilíndrico. Se observa una porción rectangular de la lámina aislante 13 que se extiende en el canal interior en el tramo de que atraviesa la lámina aislante 13. Se observa que se estrecha respecto de las láminas conductoras 11, 12 situadas en la parte exterior. La porción de la lámina aislante 13 reduce el espacio libre para el paso del campo eléctrico a través del orificio 8 y con ello, aumenta el campo eléctrico en el borde 11a del orificio 8 en la lámina conductora 11, y análogamente en el borde 12a del orificio 8 en la lámina conductora 12. En la FIG. 5B se ilustra la misma geometría que la FIG. 5A pero empleando una estructura aislante diferente. En lugar de una lámina aislante uniforme se emplea una estructura en sándwich, donde una lámina conductora interior 131 está revestida de una capa 132 de material aislante a cada lado, que evite que la lámina conductora interior 131 esté en contacto con las láminas conductoras 11, 12. Así cada elemento 11, 12, 131 puede estar a un voltaje diferente. En particular se muestra que el voltaje V1 está aplicado a la primera lámina conductora 11, el voltaje V2 está aplicado a la segunda lámina conductora 12 y el voltaje V3 está aplicado a la lámina conductora interior 131. Se cumple que V1>V2>V3. En las FIG. 6A y FIG. 6B se ilustra una representación esquemática de otra realización bastante similar a la mostrada en la FIG. 3A. En esta realización, en lugar de una lámina conductora, se usa una malla 21 con múltiples conductores anulares 7 e hilos 9 entre ellos. Como se puede apreciar, las mallas 21, 22 cubren mucha menos superficie de la lámina islante 13 que una lámina. Análogamente a la realización anterior, hay una porción interior (no mostrada) de la lámina aislante 13 que estrecha el paso a través del orificio 8 y concentra el campo eléctrico en el borde 21a del orificio 8 del conductor anular 7 de la malla conductora 21. En la FIG. 6B se aprecia el otro lado, correspondiente a la cara oculta de la FIG. 6A, con la otra malla conductora 22. Cada orificio 8 está rodeado en ambas caras de la lámina aislante 13 por un conductor anular 7 uno corresponde con la malla conductora 21, otro con la malla conductora 22 del otro lado. Existe también un borde 22a definido por el orificio 8 que coincide con el diámetro interior de los conductores anulares 7 presentes en la malla conductora 22. Respecto de las geometrías antes mencionadas en las FIGs. 3A, 4 y 5 para la porción aislante encargada de reducir el canal y concentrar el campo eléctrico, indicar que son igualmente aplicables a esta realización con una malla en lugar de una lámina. A continuación, se mencionan algunas propiedades características de cada geometría. Una doble cuña tiene la ventaja de concentrar aún un poco más las líneas del campo y es más fácil de fabricar por técnicas de ataque químico. Una cuña simple próxima al electrodo que produce la molécula disociada de interés (e.g., hidrógeno) tiene la ventaja de que hace menos probable que se produzca una recombinación de la molécula disociada en la molécula a disociar (e.g., agua) . Cualquier porción adicional de aislante permita concentrar el campo eléctrico en las proximidades de los electrodos con los orificios sería aplicable. Se podrían emplear otras geometrías para reducir el canal de paso en diferente grado (p.e. 25%, 35%, 50%, 75%, 90%, etc. respecto del contorno del orificio en el conductor) . Una de las dificultades de los sistemas que llevan a cabo electrólisis es la recombinación. En particular, cuando se trata de hidrólisis, la recombinación implica una mezcla de burbujas de gas de oxígeno e hidrógeno. Mediante las realizaciones anteriores, las burbujas de gas de oxígeno e hidrógeno quedan separadas por el propio diseño de la estructura concentradora de las líneas de campo. Como función adicional, la estructura concentradora es también separadora y permite reducir el paso de burbujas, los orificios son de pequeño tamaño y limitan o impiden el paso de burbujas. Así, es importante establecer un tamaño adecuado de los orificios para que se permita el intercambio de moléculas del medio líquido (agua, en el caso de la electro-hidrólisis) pero se impida el intercambio de moléculas gaseosas disociadas (hidrógeno molecular, H2) . Una de las ventajas de la realización con láminas conductoras radica en que la energía precisada para producir la electrólisis es menor ya que, por un lado, se produce una concentración de las líneas de campo cerca del orificio, y, por otro lado, la distancia entre los electrodos puede ser mucho menor por ser más robusta. De esta forma, el campo puede ser más elevado que para mallas conductoras. Mencionar que para fabricar las diferentes realizaciones se pueden emplear diferentes técnicas. En particular, el procedimiento de fabricación de la lámina aislante puede ser muy variado. Por ejemplo, partiendo de una lámina aislante, como mylar o kapton, se deposita una fina capa de cobre u otro conductor de bajo coste, en la que posteriormente se realiza una perforación por ataque químico para realizar los orificios. Para obtener una malla regular de agujeros se utilizaría, por ejemplo, una plantilla con agujeros por donde pasaría la sustancia que realiza el ataque químico para la perforación, pero que no es afectada por dicha sustancia. En la FIG. 7A se representa esquemáticamente un corte horizontal de una realización diferente donde la estructura concentradora se divide en dos subestructuras aislantes 33. Cada subestructura aislante 33 incorpora su electrodo correspondiente. Por claridad, no se muestra el medio líquido cuyas moléculas se desea disociar. La dirección vertical (perpendicular al plano de la figura) coincide con la dirección de la gravedad terrestre. Esta realización permite emplear una estructura separadora 14 que puede ser convencional. La estructura separadora 14 evita que burbujas de moléculas disociadas gaseosas la atraviesen y permite el intercambio de líquido. Cada subestructura aislante 33 forma valles 33a y crestas 33b para concentrar las líneas de campo eléctrico cerca de los electrodos. Los electrodos se forman con una estructura conductora 31, 32 (recuadros punteados) compuesta por un hilo 9 (aunque puede ser una cinta también, el hilo puede formar una retícula en tres dimensiones) que conecta una serie de elementos conductores 5 de mayor tamaño integrados en la subestructura aislante 33. Cada valle 33a forma una cavidad donde se aloja el elemento conductor 5 parcialmente bordeado de material aislante. En el valle 33a se concentran las líneas 1 del campo eléctrico hacia el elemento conductor 5. En el borde 5a de dicho elemento conductor 5 expuesto al medio líquido y, se alcanza un mayor incremento del campo eléctrico que favorece la disociación molecular. En una realización análoga, en lugar de utilizar material aislante eléctrico para toda la estructura concentradora, se podría utilizar un material conductor sometido a menor potencial que los electrodos. En este caso, el electrodo debería de estar separado del material conductor que concentra las líneas de campo mediante un aislante (p.e. revestido totalmente por una capa aislante, p.e. de forma similar a la FIG. 5B) o por una distancia. Los electrodos se pueden depositar en la parte del valle mediante distintos métodos, por ejemplo, deposición mediante vapor químico, pulverización (sputtering) , etc. En todas las realizaciones, el material aislante puede ser cualquier material aislante, que se pueda disponer en láminas finas pero robustas, como kapton, mylar o incluso una lámina muy fina de aluminio, funcionando a voltajes muy bajos, por ejemplo, entre 0.5 V y 1V, o entre 1V y 2 V. El material de los electrodos también puede ser muy diverso como cobre o cualquier compuesto conductor de bajo coste, pero robusto. La forma de los orificios y los valles es preferiblemente circular pero también podría ser hexagonal o cualquier otra forma poligonal. A modo ilustrativo se ofrecen algunas medidas y rangos para varios elementos aquí descritos. El grosor de la lámina aislante está generalmente entre 1 micra y 100 micras. También puede ser de varias decenas de nanómetros, por ejemplo 90, 50 o 30 nanómetros. El diámetro de entrada o salida de los orificios puede estar entre 1 micra y 50 micras. Lo rangos de voltaje para diferentes reacciones de electrólisis se indican a continuación: Agua (hidrólisis) : Entre 1, 23 V y 1, 8 V Reducción electroquímica de CO2 en metanol: Entre 1 V y 1, 5 V

Publicaciones:
ES2961789 (13/03/2024) - A1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnica
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En fecha 11/08/2022 se realizó Registro Instancia de Solicitud
En fecha 11/08/2022 se realizó Admisión a Trámite
En fecha 11/08/2022 se realizó 1001P_Comunicación Admisión a Trámite
En fecha 30/08/2022 se realizó Superado examen de oficio
En fecha 10/07/2023 se realizó Realizado IET
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