celdas de combustible de intercambio protónico

7/27/2019 Celdas de combustible de intercambio protnico

1/16

Lic. Heber E. Andrada

Facultad de Matemtica, Astronoma y FsicaUniversidad Nacional de Crdoba


2/16

Esquema de una Celda de combustible PEMLa Celda de combustible es un dispositivo que produce electricidad y agua medianteuna reaccin electroqumica.


3/16

Ensamble membrana-electrodo y zona de tres fases

Electrodos- Buena conductividad de electrones.

- Buena conductividad de protones.

- Estabilidad qumica.

-Porosidad adecuada (transporte de masa).

- Bajo costo.

Membranas- Buena conductividad de protones.

- Baja permeabilidad al combustible.

- Buena estabilidad qumica y trmica.

- Buenas propiedades mecnicas.

- Bajo costo.


4/16

Mecanismo de conduccin protnica a travs de membranas en una celda PEMConduccin protnica Empresas fabricantes de membranas


5/16

Sntesis de nanopartculas metlicas para los catalizadores


6/16

Ensamblado de una celda de combustible PEM

Placas bipolares Capas difusoras


7/16

Celda unitariaEnsamble membrana electrodo

Conjunto de celdasGenerador de energa

Celda de combustible PEMStack de celdas unitarias

Ensamble electrodo membrana MEA


8/16

nodo: CH3OH(l) + H2O(l) CO2 + 6H+(aq) + 6e-Ctodo: 3/2 O2(g) + 6 H+(aq) + 6 e- 3 H2O(l)Reaccin global: CH3OH(l) + 3/2 O2(g) CO2 + 2H2O(l)

nodo: CH3CH2OH(l) + 3 H2O(l) 2 CO2(g) + 12 H+(aq) + 12 e-Ctodo: 3 O2(g) + 12 H+(aq) + 12 e- 6 H2O(l)Reaccin global: CH3CH2OH(l) + 3 O2(g) 2 CO2 + 3 H2O(l)

Celdas de com bustible de Etanol Directo (DEFC)

Celdas de com bustible de M etanol Directo (DMFC)

Es posible utilizar distintos tipos de combustibles y adaptar los catalizadorespara mejorar la performance de la reaccin qumica.

Otros tipos de celdas PEM


9/16

Algunas de las tcnicas empleadas en sus estudiosMicroscopio electrnico de barrido (SEM).Imgenes de Microscopia Electrnica de barrido del ensamble membrana-electrodo

Imgenes de Microscopia Electrnica de barrido del membranas de intercambio protnico.


10/16

Microscopia de fuerza atmica (AFM).

Imgenes de superficie de membranas de intercambio protnico.Fumapem E-750umapem P-730

Microscopio de Fuerza AtmicaBrucker, modelo Vecco innova.


11/16

Microscopio electrnico de transmisin (TEM).

TEM SEM


12/16

Espectroscopia de impedancia electroqumica (EIS)Se aplica a la celda un potencial dependiente del tiempo (perturbacin) y se obtiene la respuesta encorriente a cada frecuencia utilizada. La seal es de pequea amplitud E , y de frecuencia angular =2f. Elcociente entre e(t) e i(t) , se denomina impedancia (Z).

Impedancia Electroqumicaen Celdas de combustiblePEM


13/16

1)Estudio de propiedades fisicoqumicas de membranas comerciales de Nafion y fumapem.

2) Estudio del efecto inducido por la aplicacin de un campo elctrico externo, sobre la estructura y la

conductividad protnica de membranas comerciales de Nafion y fumapem.

3) Estudio del efecto de la incorporacin de lquidos inicos dentro de la estructura polimrica de

membranas de Nafion y fumapem, sobre el rendimiento de celdas de combustible PEM.

Temas de investigacin en mi Doctorado


14/16

Estudio realizados de la conductividad electrnica sobre electrodos de celdas PEM

Electrodos con agregado de polmeros conductores


15/16

Esquema de un automvil funcionando con una celda de combustible PEM

El futuro de las celdas de combustible PEM


16/16

Muchas gracias por su atencin !!!

celdas de combustible de intercambio protónico

Documents