Descripción del proyecto
SE ESPERA QUE LA PRODUCCION DE HIDROGENO A TRAVES DE LA ELECTROLISIS DE AGUA EN CELDAS ELECTROLIZADORAS Y SU CONVERSION A ELECTRICIDAD EN PILAS DE COMBUSTIBLE FORMARA UNA PARTE INDISPENSABLE DE LA CARTERA DE ENERGIAS RENOVABLES Y LIMPIAS, EN LOS LUGARES DONDE SE PUEDA REALIZAR ESTOS DOS PROCESOS EN UNA UNICA CELDA, SE PODRIA ALMACENAR O PRODUCIR GRANDES CANTIDADES DE ENERGIA DE FORMA AUTONOMA Y ACORDE CON LAS NECESIDADES, COMO UNA BATERIA REVERSIBLE, DANDO LUGAR AL CONCEPTO DE UNA PILA DE COMBUSTIBLE REGENERATIVA, LAS CELDAS CERAMICAS ELECTROQUIMICAS, QUE PERMITEN EL TRANSPORTE PREFERENCIAL DE IONES OXIDOS O PROTONES A ALTA TEMPERATURA, OFRECEN UNA OPORTUNIDAD UNICA PARA REALIZAR LA TRANSICION HACIA ESTE FUTURO, POR OTRO LADO, DISMINUIR SU TEMPERATURA DE OPERACION A UN INTERVALO INTERMEDIO (500 800 °C) RESULTA ESENCIAL PARA MANTENER LA ESTABILIDAD DE LOS MATERIALES, LA COMPATIBILIDAD ENTRE COMPONENTES Y ALCANZAR UNA VIABILIDAD ECONOMICA, LA EFICIENCIA EN ESTE RANGO DE TEMPERATURAS DEPENDE EN GRAN MEDIDA DEL RENDIMIENTO DEL ELECTRODO DE AIRE, YA QUE LA CINETICA DE LA REACCION QUE INVOLUCRA AL OXIGENO SUELE CONSTITUIR LA ETAPA LIMITANTE DEL PROCESO ELECTRICO Y ELECTROQUIMICO GLOBAL, EL PROYECTO ACTUAL SE CENTRA EN MEJORAR EL RENDIMIENTO DEL ELECTRODO DE AIRE PARA LAS CELDAS CERAMICAS DE CONDUCCION DE IONES OXIDO O PROTONES MEDIANTE LA COMBINACION DE COMPOSICIONES DE ELECTRODO OPTIMIZADAS CON UNOS DISEÑOS INNOVADORES, ESTO ULTIMO INCLUYE (I) CAPAS ACTIVAS DE CONDUCCION MIXTA EN LA INTERFASE ELECTRODO-ELECTROLITO, (II) ESTRUCTURAS DE CAPAS DELGADAS MULTIPLES PARA OPTIMIZAR LA COMPATIBILIDAD TERMICA Y EL RENDIMIENTO, Y (III) ESTRUCTURAS TRIDIMENSIONALES DE NANOFIBRAS QUE PERMITEN A LA VEZ ALTA POROSIDAD Y CONECTIVIDAD,SE EXPLOTARAN LOS CONOCIMIENTOS COMPLEMENTARIOS DE LOS PARTICIPANTES DE ESTA SOLICITUD QUE INCLUYEN TECNICAS DE QUIMICA HUMEDA, PROCESAMIENTO CERAMICO, MATERIALES DE CONDUCCION IONICA-ELECTRONICA Y ELECTROQUIMICA DE ALTA TEMPERATURA, PARA PROCESAR LOS ELECTRODOS NOVEDOSOS Y ANALIZAR SUS PROPIEDADES OPERACIONALES EN PILAS DE COMBUSTIBLE Y ELECTROLIZADORES, SE REALIZARAN LAS ARQUITECTURAS NOVEDOSAS MEDIANTE TECNICAS AVANZADAS DE PROCESAMIENTO, INCLUYENDO LA SINTESIS SOL-GEL, MOLIENDA DE BOLAS DE ALTA ENERGIA Y ELECTROSPINNING (NANOFIBRAS) PARA EL DESARROLLO DE SUSPENSIONES ESTABLES DE ELECTROLITOS Y ELECTRODOS DE AIRE, SE PREPARARAN LAS CELDAS DEPOSITANDO LAS SUSPENSIONES SOBRE SUSTRATOS DE ELECTRODO DE COMBUSTIBLE, FORMANDO PELICULAS DELGADAS DE ELECTROLITOS DENSOS Y CAPAS ACTIVAS, SEGUIDAS POR LOS ELECTRODOS POROSOS EN FORMA DE NANOFIBRAS O EN MULTICAPAS, EMPLEANDO LOS METODOS DE SPIN COATING O SERIGRAFIA, SE EMPLEARAN DE FORMA INTENSA TECNICAS DE MEDIDAS ELECTROQUIMICAS, INCLUYENDO EFICIENCIA FARADAICA Y MEDIDAS DE FUERZA ELECTROMOTRIZ MODIFICADAS PARA IDENTIFICAR LAS CONDUCTIVIDADES PARCIALES DE LOS MATERIALES DE ELECTRODOS NOVEDOSOS, EL RENDIMIENTO EN MODO DE PILA DE COMBUSTIBLE SE EVALUARA MEDIANTE EL COMPORTAMIENTO I-V Y LA POLARIZACION DEL ELECTRODO, LOS ELECTROLIZADORES SE ANALIZARAN MEDIANTE LA EVOLUCION DE HIDROGENO Y SE OPTIMIZARAN EN FUNCION DE LA DENSIDAD DE CORRIENTE, TEMPERATURA, PRESION PARCIAL DE HIDROGENO Y TIEMPO, LA ESTABILIDAD A LARGO PLAZO ES UN PARAMETRO CRUCIAL PARA LA VIABILIDAD COMERCIAL DE LOS MATERIALES, POR LO QUE SE ANALIZARA LA ESTABILIDAD Y LA COMPATIBILIDAD QUIMICA Y TERMICA DE LOS DIFERENTES COMPONENTES EN LAS CONDICIONES DE OPERACION DE LAS CELDAS, ENERGÍA SOSTENIBLE\HIDRÓGENO\PILA DE COMBUSTIBLE\ELECTROLIZADOR\PILA REVERSIBLE\ELECTRODO\MICROESTRUCTURA OPTIMIZADA\SOL GEL