Descripción del proyecto
LA UTILIZACION DE UN ALCOHOL COMO COMBUSTIBLE DIRECTAMENTE EN UNA CELDA DE COMBUSTIBLE DE ELECTROLITO POLIMERICO (DAFC) RESULTA UNA ALTERNATIVA ATRACTIVA A LAS CELDAS DE HIDROGENO, YA QUE SE EVITAN LOS PROBLEMAS DE ESTE ULTIMO EN CUANTO A SU PRODUCCION, ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE, EL METANOL HA SIDO EL CANDIDATO MAS ESTUDIADO, ESTABLECIENDOSE COMO MEJOR CATALIZADOR PARA SU OXIDACION EL PTRU, AUNQUE LAS DENSIDADES ENERGETICAS EN LAS PILAS AUN SON MUY BAJAS SI COMPARAMOS CON LAS CELDAS DE HIDROGENO, ADEMAS, EL METANOL ES RELATIVAMENTE TOXICO Y SU UTILIZACION REQUIERE MEDIDAS DE SEGURIDAD APROPIADAS, SURGE ENTONCES LA OPCION DEL ETANOL COMO COMBUSTIBLE, YA QUE, ENTRE OTRAS VENTAJAS, TIENE UNA ALTA DENSIDAD ENERGETICA, NO ES TOXICO Y PUEDE OBTENERSE DE FUENTES RENOVABLES, EN ESTE CASO LOS MEJORES RESULTADOS SE HAN ENCONTRADO CON EL PTSN PERO LAS EFICIENCIAS SIGUEN ESTANDO AUN LEJOS DE LOS VALORES NECESARIOS PARA SU ENTRADA EN EL MERCADO, ADEMAS, EN AMBOS CASOS EL PASO DEL ALCOHOL DEL ANODO AL CATODO, IMPIDIENDO LA REACCION DEL OXIGENO, ES UN PROBLEMA AUN SIN RESOLVER, POR OTRA PARTE, LA APLICACION DE LAS DAFC A DISPOSITIVOS ELECTRONICOS COMO LOS TELEFONOS MOVILES Y ORDENADORES PORTATILES, PLANTEA LA NECESIDAD INMEDIATA DE OBTENER MICROCELDAS DE ESTE TIPO EN LAS QUE NO SE UTILICEN MATERIALES SOPORTADOS Y LAS PEQUEÑAS CANTIDADES DE LOS CATALIZADORES SE PUEDAN DEPOSITAR DIRECTAMENTE SOBRE SUS PLACAS, EN EL PRESENTE PROYECTO SE ABORDA EL DESARROLLO DE CATALIZADORES PARA DAFC, PRINCIPALMENTE METANOL Y ETANOL, CONSIDERANDO LOS SIGUIENTES OBJETIVOS: 1) MEJORA DE LA DISPERSION Y EFICIENCIA DE LOS CATALIZADORES BIMETALICOS EMPLEADOS TANTO PARA LA REACCION ANODICA (OXIDACION DEL ALCOHOL) COMO LA CATODICA (REDUCCION DEL OXIGENO), MEDIANTE EL USO DE SOPORTES CARBONOSOS MESOPOROSOS Y NANOESTRUCTURADOS AVANZADOS; 2) DESARROLLO DE CATALIZADORES TRIMETALICOS MODIFICANDO LOS DE PTRU Y PTSN (PRESENTAN LA MEJOR ACTIVIDAD PARA EL METANOL Y ETANOL, RESPECTIVAMENTE), CON UN TERCER METAL NO NOBLE (W, V, MO, OS) UTILIZANDO LOS SOPORTES CARBONOSOS ANTERIORES, CON EL FIN DE MEJORAR LA EFICIENCIA Y DISMINUIR LA CANTIDAD DE METAL NOBLE; 3) ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DEL TAMAÑO Y ESTRUCTURA DE LAS PARTICULAS METALICAS EN LA EFICIENCIA DE LOS CATALIZADORES UTILIZANDO DENDRIMEROS EN LA SINTESIS DE LAS NANOPARTICULAS METALICAS, YA QUE PERMITEN OBTENER PARTICULAS DE TAMAÑO MUY PEQUEÑO Y CON UNA DISTRIBUCION PROXIMA A LA MONODISPERSIDAD, CONTROLANDO SU TAMAÑO Y ESTRUCTURA; 4) INVESTIGAR LA INCORPORACION DE CARBUROS METALICOS DE VANADIO, MOLIBDENO Y VOLFRAMIO, COMO CATALIZADORES ANODICOS EN UNA DAFC, REEMPLAZANDO (AL MENOS PARCIALMENTE) A LOS CATALIZADORES DE PT; 5) CONSTRUIR ELECTRODOS A PARTIR DEL ENSAMBLADO JERARQUICOS DE MICRO Y NANOESTRUCTURAS ORDENADAS (ELECTRODOS MESOPOROS, NANOALAMBRES Y NANOPARTICULAS), Y EVALUAR LAS CARACTERISTICAS ELECTROCATALITICAS DE LOS MISMOS, INTEGRANDOLOS EN UNA MICROCELDA DE COMBUSTIBLE,TODOS LOS CATALIZADORES ANTERIORES SERAN CARACTERIZADOS ESTRUCTURALMENTE Y MEDIANTE TECNICAS ELECTROQUIMICAS CONVENCIONALES (VOLTAMPEROMETRIA CICLICA, CRONOAMPEROMETRIA, ELECTRODO DE DISCO ROTATORIO), JUNTO CON TECNICAS ESPECTROELECTROQUIMICAS (ESPECTROMETRIA DE MASAS ELECTROQUIMICA DEMS Y ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJO POR TRANSFORMADA DE FOURIER IN SITU FTIRS), QUE PERMITEN ESTABLECER LA INFLUENCIA DE LAS CARACTERISTICAS SUPERFICIALES (COMPOSICION Y ESTRUCTURA) SOBRE LA EFICIENCIA DE LA REACCION, Celdas de combustible de alcohol directo\catalizadore bi y trimetálicos\espectroelectroquímica\microceldas de combustible\materiales carbonosos nanoestructurados