Desarrollo de catalizadores para celdas de combustible Propuesta de Proyecto de Investigación La Ciudad Universitaria y la Energía Facultad de Química Responsable Técnico : Dr. Pedro Roquero Tejeda

Objetivo general : Desarrollar nuevos catalizadores para celdas de combustible, a través de establecer métodos experimentales para sintetizar, caracterizar y probar materiales para estos componentes principales de una celda galvánica. Estos materiales serán utilizados para la generación de potencia en un stack de celdas de combustible de metanol.

Objetivos particulares : 1-Establecer métodos experimentales para la síntesis de electro-catalizadores que funcionen como electrodos de celdas de combustible: ánodos: Pt-Mo/C, Pt-W/C , Pt-polianilina; cátodos: Pt/C, Pt-polianilina , Pt-Ru/C. 2-Probar la actividad de cada uno de estos materiales mediante técnicas electroquímicas de corriente directa (voltamperometría cíclica, polarización, muestreo de corriente) y mediante operación en celdas de combustible de metanol individuales. 3-Establecer métodos instrumentales y condiciones adecuadas para la caracterización de los electro-catalizadores sintetizados : Espectroscopías (FTIR, Raman, EIS), Microscopías (HRTEM, SEM), Difracción de Rayos X. 4-Generación de potencia eléctrica (mínimo 500 W) en un stack de celdas de combustible, usando los catalizadores desarrollados.

Antecedentes : Desde hace tres años, en la Facultad de Química se realizan trabajon de investigación sobre el desarrollo de materiales Que funcionen como catalizadores para celdas de combustible. Colaboran en estos proyectos el Laboratorio de Ingeniería Electroquímica, la Unidad de Investigación en Catálisis y el Laboratorio de Desarrollo de Procesos Catalíticos. La mayor parte de los estudios fundamentales sobre electro- catalizadores bimetálicos Pt-Mo o Pt-W, ha sido realizada para materiales fabricados mediante depósito, o adsorción de un metal sobre otro. Pocos estudios se han hecho sobre materiales soportados y estos, en muchos casos, tratan de manera muy general la determinación de la rapidez catalítica de reacción. De esta rapidez depende el funcionamiento de una celda de combustible. La polianilina tiene un enorme potencial como soporte Electro-conductor de catalizadores para celdas de metanol.

Catalizadores Pt-Mo/C , Pt-W/C

Polianilina : elaboración electroquímica de electrodos

Evaluación del funcionamiento en stack de celdas de Combustible : corriente - voltaje - potencia

Programa de Actividades

Requerimientos financieros 1 er año Gasto de Inversión Monto (M.N.) Booster 20 Amperes (Princeton Applied Research) 155 250 Celdas de combustible individuales (Electrochem Inc.) 73 500 Gasto de Operación Consumibles de laboratorio 35 000 Reactivos, gases, materiales diversos 25 000 Subtotal 1: 288 750 2º año Stack de celdas de combustible (Electrochem Inc.) 229 000 Equipo electrónico de medición 30 000 Subtotal 2: 319 500 Total: 608 250

Resultados entregables Una estación de celdas de combustible con capacidad de 500 W. Protocolos de síntesis, caracterización y pruebas de funcionamiento de cada material. Los resultados parciales obtenidos serán publicados en revistas internacionales arbitradas e indexadas y serán presentados en congresos de cada especialidad, nacionales e internacionales. Tres estudiantes de maestría y uno de doctorado obtendrán el grado.