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PROTOTIPO DE UNA CELDA DE COMBUSTIBLE DE ETANOL DIRECTO PARA LA EVALUACIÓN DE ELECTRO-CATALIZADORES

Código: 1348 • Estado: Terminado

Investigador Principal Alfredo Calderón Cárdenas

Facultad Ciencias Exactas y Naturales

Departamento Química

Resumen del Proyecto Las Celdas de Combustible de Etanol Directo (DEFCs) son una atractiva alternativa para obtener energía eléctrica para una gran cantidad de aplicaciones. El etanol es un promisorio combustible, no tóxico y disponible a partir de la biomasa siendo ideal para su uso en DEFCs. Sin embargo, las DEFCs tienen varios obstáculos que impiden su uso extendido, entre ellos, la lenta velocidad de la reacción electroquímica en el ánodo y el cruce del etanol a través de las membranas poliméricas de intercambio protónico comercializadas actualmente, como el Nafion?.

Éste proyecto se enfoca en el desarrollo de un prototipo de celda que utilizará soluciones líquidas como combustible, particularmente soluciones acuosas de etanol. La celda de combustible desarrollada tendrá dos fines principalmente: 1) Evaluar los pormenores en el diseño y construcción del dispositivo, de tal manera que sirva como un primer modelo para iniciar la optimización de las variables físicas que afectan el desempeño de la DEFC, a realizar en investigaciones posteriores; y 2) Construir una DEFC que funcione como estación electroquímica para evaluar tanto catalizadores para la electro-oxidación de etanol como membranas de intercambio iónico que disminuyan el cruce de combustible desde el ánodo al cátodo manteniendo una buena conductividad eléctrica. Ambos materiales, catalizadores y membranas, hacen parte del desarrollo de nuevos materiales para celdas de combustible que son preparados y caracterizados en las investigaciones que se están realizando en el Grupo de Investigación GIFBA en las líneas de celdas de combustible y electro-catálisis.

Para el desarrollo del prototipo se realizará un diseño de las partes constitutivas de la DEFCs, principalmente los colectores de corriente donde se inscriben los canales de alimentación del combustible y del aire, basados en balances de masa y de carga que permitan establecer las dimensiones de los canales y su configuración, apoyados también en las investigaciones sobre modelos electroquímicos reportados en la literatura. Se proseguirá con la construcción de los colectores de corriente, los dispositivos de alimentación y el ensamble Membrana-Electrodos. Después de la construcción, se evaluarán diferentes electro-catalizadores tanto comerciales como preparados en nuestro grupo. La DEFC desarrollada debe permitir la cuantificación de la eficiencia electroquímica.

La evaluación de materiales en la celda de combustible hace parte de la caracterización final que se debe realizar a los electro-catalizadores y membranas, en la que se verifica su desempeño en la aplicación para la que son desarrollados. En éste proceso están incluidas todas las variables que afectan el sistema electroquímico, de tal manera que la variable de respuesta puede definirse en términos de la energía eléctrica que produce el dispositivo, siendo las curvas Corriente-Potencial (I-V) los experimentos de polarización más comunes para establecer el máximo de potencia eléctrica generado en la celda de combustible.

Convocatoria Docente 2016

Datos de aprobación

Acuerdo de Aprobación No. 171

Fecha de Aprobación 01/11/2016

Acta de Cumplimiento 56

Fecha del Acta (Inicio del proyecto) 01/11/2016

Duración 21 Meses

Fin Proyectado 01/08/2018

Grupos de Investigación

Nombre	Línea	Clasificación
Grupo de Investigación en Fisicoquímica Básica y Aplicada - GIFBA	Electrocatálisis	Categoría C
GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN PRODUCTOS DE IMPORTANCIA BIOLÓGICA (GIPIB)	Sintesis orgánica	Categoría C

Equipo Investigador

Nombre	Tipo
Nelson Humberto Hurtado Gutierrez	INT
Cesar Augusto Mujica Martinez	INT

Estudiantes

Nombre	Programa Académico
Diana Lorena López Florez	Química
Anyeli Fernanda Muños Lopez	Química

Prórrogas asignadas

Tipo Acto Administrativo	No.	Tipo	Fecha	Nueva Fecha Terminación
Resolución	1510	i	30/07/2018	02/05/2019