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Tolerancia al co en celdas de combustible  [cached]
BIBIAN HOYOS,NATALIA MUNERA,FARID CHEJNE
DYNA , 2008,
Abstract: El entendimiento completo del proceso de adsorción y posterior oxidación de moléculas de CO en platino es de fundamental importancia para el desarrollo de celdas de combustible poliméricas que operan a baja temperatura. En este trabajo se presenta una revisión de las cinco estrategias experimentales más importantes en la búsqueda de mejorar la tolerancia al CO: disminución del potencial de inicio de la reacción de oxidación, reducción de la cantidad de CO adsorbido, utilización de peque as cantidades de oxígeno en la corriente de alimentación al ánodo, aumento de la temperatura de operación y limpieza del CO a la entrada. Aunque se han desarrollado catalizadores bastante promisorios (PtMo y PdAu), todavía se sigue considerando a la mezcla Pt-Ru como el catalizador anódico más eficiente para combustibles que contienen 10 ppm de CO o más. La estrategia de inyectar oxígeno al ánodo parece promisoria pero requiere el desarrollo de nuevas membranas más resistentes y de la implementación de condiciones más seguras de operación de la celda. El dise o estructural de ánodos especiales con múltiples capas soportando catalizadores específicos para cada tipo de combustible puede ser una estrategia muy atractiva.
EVALUACIóN DE CELDAS DE COMBUSTIBLE DE ELECTROLITO POLIMéRICO CON áNODOS Pt-M (M= Sn, Ru e Ir) PARA LA OXIDACIóN DE H2 Y CO  [cached]
BIBIAN HOYOS,CARLOS MONSALVE,ANA RESTREPO
DYNA , 2008,
Abstract: Se evaluó el desempe o de celdas de combustible de electrolito polimérico alimentadas con hidrógeno, CO y una mezcla H2-(2%)CO, utilizando oxígeno en el cátodo. Para la oxidación de los combustibles, se probaron seis catalizadores: Pt, Pt85Ru15, Pt50Ru50, Pt90Ir10, Pt50Ir50 y Pt90Sn10. Como catalizador en el cátodo se usó platino puro. Todos los catalizadores fueron soportados en carbón Vulcan XC-72R . La composición de los catalizadores preparados fue verificada en un Microscopio Electrónico de Barrido (SEM) y las pruebas de desempe o de las celdas construidas se realizaron mediante curvas corriente-potencial. Los resultados muestran que la técnica depreparación de los electrodos produce mezclas catalíticas con composiciones muy cercanas a las nominales. Las mezclas catalíticas Pt-Ir son las que presentan el desempe o más bajo para las condiciones evaluadas en este trabajo. La mezcla Pt90Sn10 presentó un desempe o similar al del platino a bajas corrientes cuando la celda de combustible fue alimentada con hidrógeno puro y superó el desempe o de los demás catalizadores cuando la celda se alimentó con H2/(2%)CO. El electrodo Pt90Sn10 pierde actividad catalítica cuando se emplea CO puro.
ánodos de Pt-Ru y Pt-Ir para Celdas de Combustible Alimentadas con Metano y Propano Directo Pt-Ru and Pt-Ir Anodes for Direct Methane and Propane Proton Exchange Membrane Fuel Cells  [cached]
Bibian A Hoyos,Ana I Restrepo,Carlos M Mesa
Información Tecnológica , 2007,
Abstract: En este trabajo se evalúa el efecto de la temperatura en el desempe o de celdas de combustible de membrana de intercambio protónico alimentadas con metano y propano, utilizando oxígeno como alimentación en el cátodo. Para la oxidación de los combustibles en los ánodos, se probaron cinco catalizadores soportados en carbón: Pt, Pt85Ru15, Pt50Ru50, Pt90Ir10 y Pt50Ir50. Como catalizador en el cátodo se usó platino puro soportado en carbón. El desempe o de las celdas de combustible fue evaluado mediante curvas de polarización obtenidas a partir de los datos corriente-potencial. Los resultados indican que la oxidación de metano se ve favorecida a altas temperaturas sobre los catalizadores Pt90/Ir10, Pt50/Ir50 y Pt50/Ru50. A bajas temperaturas los mejores catalizadores resultaron ser Pt y Pt85/Ru15. La mezcla bimetálica Pt85/Ru15 fue la que presentó mejor desempe o para llevar a cabo la oxidación de propano a 30 °C. In this paper, the effect of temperature in the performance of proton exchange membrane fuel cells feed with methane and propane, using oxygen as feed to the cathode, is presented. For the fuel oxidation in the anodes, five carbon supported catalysts were tested: Pt, Pt85/Ru15, Pt50/Ru50, Pt90/Ir10, and Pt50/Ir50. Carbon-supported pure platinum was used as catalysts in the cathode side. The performance of the fuel cells was evaluated by polarization curves obtained from the current-potential data. Results indicate that methane oxidation is favoured at high temperatures on the Pt90/Ir10, Pt50/Ir50 and Pt50/Ru50 catalysts. At low temperatures the best catalysts were Pt and Pt85/Ru15. The Pt85/Ru15 bimetallic mixture showed the best performance to carry out propane oxidation at 30 °C.
Celdas de combustible tipo membrana de intercambio protónico  [cached]
Sandra M. Rozo Q.,Juan E. Tibaquirá G.
Scientia Et Technica , 2007,
Abstract: Las celdas de combustible son dispositivos que generan energía eléctrica y calor a partir de la reacción química entre el hidrógeno y el oxígeno y cuyo subproducto es agua (2H2 + O2 → 2H2O). Este artículo pretende mostrar el principio de funcionamiento, el estado del arte, el campo de aplicación y los costos de las celdas de combustible tipo membrana de intercambio protónico.
El Mecanismo de la Electro - oxidación de Metanol y Etanol una Revisión Bibliográfica  [cached]
Bibian Hoyos
DYNA , 2002,
Abstract: Se presenta una revisión bibliográfica del estudio de electro-oxidación de metanol y etanol en ánodos para celdas de combustible. Se muestran las dificultades principales para la comparación cuantitativa de los diversos resultados publicados, con énfasis en el resumen del estado del arte en la determinación del área de electrodos porosos y se plantean los mecanismos de las reacciones de oxidación de metanol y etanol en metales del grupo del platino, anotando las discrepancias y consensos actuales sobre el tema. Se sugieren además nuevas direcciones de investigación para trabajos futuros
Membranas nanocompuestas de nafion - tio2 para celdas de combustible de etanol  [cached]
CARLOS MONSALVE GIL,JAVIER GONZALEZ OCAMPO
DYNA , 2008,
Abstract: En este trabajo se elaboraron dos membranas nanocompuestas de Nafion - TiO2 con 2 y 4% del cerámico por el método del recasting . El análisis de composición del microscopio de barrido electrónico (SEMEDS) mostró una estructura de dos capas, una enriquecida en cerámico y otra con menos cantidad, pero con dispersión uniforme. Se midió la velocidad de permeación de etanol y la absorción de solventes en estas membranas a diferentes temperaturas y concentraciones y los resultados fueron comparados con los obtenidos para la membrana de Nafion sin modificar. Los resultados experimentales mostraron un incremento de la permeación y de la absorción de solvente con la concentración de etanol y la temperatura. La absorción de agua también mostró un incremento en las membranas compuestas lo cual puede permitir operar a mayores temperaturas y menores humedades relativas y aumentar el desempe o de la celda de combustible.
Electrodeposición de Películas de Polipirrol/Platino Electrodeposition of Polypyrrol/Platinum Films
Tiffany A. Marín,Franklin J. Isaza,Jorge A. Calderón
Portugaliae Electrochimica Acta , 2009,
Abstract: Las celdas de combustible son novedosas alternativas para la producción de energía con mínimo impacto ambiental. Los polímeros conductores se perfilan entre los materiales más prometedores para la fabricación de dichas celdas, en términos de su aplicación y operación, siendo el polipirrol (PPy) uno de ellos. En este trabajo se presenta la obtención de películas de PPy y PPy/Platino en diferentes configuraciones (bicapa y multicapa). Las películas se sintetizaron electroquímicamente sobre acero inoxidable 304, en presencia de monómero de pirrol y de la sal de hexacloroplatinato de amonio obtenida por tratamiento hidrometalúrgico. Se estudiaron la composición, la morfología, la conductividad y las propiedades electroquímicas de las películas, por espectroscopia Raman, microscopía electrónica de barrido, perfilometría, impedancia y se evaluaron sus potenciales de oxidación por voltametría cíclica, para evaluar su posible uso como electrodos para celdas de combustible. The fuel cells are new alternatives for energy production with low environmental impact. Nowadays, conducting polymers are considered the most promising material to manufacture these type of cells because of their easy application and operation, being polypyrrole (PPy) one of them. The electrochemical synthesis of single-layer polypyrrole and two-layers or multiple-layers polypyrrole/platinum (PPy/Pt) films is reported in this paper. The films were obtained by electropolymerisation of pyrrole and cathodic deposition of platinum from ammonium hexachloroplatinate salt on stainless steel 304. The composition, morphology, conductivity and the electrochemical properties of the films were study by Raman Spectroscopy, SEM, Profilometer, impedance and cyclic voltammetry. The possible use of PPy and PPy/Pt films as electrodes for fuel cells is also discussed.
Evaluación de mezclas Pt-Ru/C como catalizadores de la electro-oxidación de etanol Evaluating Pt-Ru/C mixtures as ethanol electro-oxidation catalysers  [cached]
Hoyos Bibian Alonso,González Javier,Sánchez Carlos
Ingeniería e Investigación , 2004,
Abstract: En este trabajo se estudia, mediante la técnica de voltametría cíclica, la oxidación electr-catalítica de etanol en soluciones de ácido sulfúrico a diferentes temperaturas y concentraciones utilizando como catalizadores mezclas de platino-rutenio soportadas en carbón vítreo. Los resultados indican que la oxidación de etanol en estos electrodos es irreversible, de cinética lenta, está controlada por la transferencia de carga y se lleva a cabo mediante un mecanismo de reacción bi-funcional: Adsorción de etanol sobre los átomos de platino y oxidación adicional de las especies absorbidas en presencia de óxidos de platino y rutenio. Los resultados experimentales muestran un aumento en la actividad catalítica con los electrodos y una posterior disminución en la actividad para electrodos con cantidades mayores de rutenio. This work studies ethanol electro-catalytic oxidation by cyclic voltametry in sulphuric acid solutions at different temperatures and concetrations, using platinum.rutenium mixtures supported in vitreous carbon as catalysers. The results indicate that ethanol oxidation in theses electrodes is irreversible, has slow kinetics, is controlled by charge transfer and is brought about by a bi-functional reaction mechanism, this being ethanol adsorption on platinum atoms and additional oxidation of specties adsorbed in the presence of platinum and retenium oxides. Experimental results show increased catalytic activity with electrodes, followed by reduced activity for electrodes having a greater quantity of rutenium.
Oxidación de H2 y CO en una celda de combustible con ánodo de platino-esta o Oxidation of H2 and CO in a fuel cell with a Platinum-tin Anode
González Javier,Sánchez Carlos,Hoyos Bibian Alonso,Monsalve Carlos
Ingeniería e Investigación , 2004,
Abstract: En este trabajo se describe la construcción y evaluación de una celda de combustible con un ánodo bimetálico de Pt - Sn soportado en carbón, como catalizador para la oxidación de hidrógeno puro, CO puro y una mezcla de 2%(v/v) de CO en H2. Tanto el cátodo como el ánodo se construyeron con una estructura compuesta de una capa difusiva y una capa catalítica La capa difusiva se fabricó con una tela de grafito y la capa catalítica contiene el platino y el esta o soportados sobre carbón. Para evaluar el desempe o de la mezcla catalítica, se construyo una celda de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFC), con un novedoso dise o de placas interdigitadas distribuidoras de gas. Los reactivos se suministraron a temperatura ambiente y a una presión de 3 psig para el ánodo y de 5 psig para el cátodo, al cual se le suministró oxígeno puro. La carga de catalizador en el ánodo fue de 0.57 mg/cm2 en platino y de 0.08 mg/cm2 en esta o, mientras que la carga catalítica en el cátodo se mantuvo en 0.85 mg/cm2 de platino puro. Se encontró que esta mezcla catalítica presenta tolerancia al CO. This report describes the construction and evolution of a fuel cell with a bi-metallic anode of Pt-Sn supported on carbon, as catalysts for oxidation of pure hydrogen, pure CO and a 2% CO in H2 mixture. Both, cathode and anode were made with a structure composed by a diffusive layer and a catalytic layer. The diffusive layer was made with a carbon cloth while the catalytic layer contained the platinum and tin supported on carbon. To test the performance of the catalytic mixture, a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) was developed with an original design for the gas distributation plates. The reactants were feed to ambient temperature and 3 psig in the anode side, while 5 psig pure oxygen was used in the cathode. The anode catalytic load was 0.57 mg/cm2 of platinum and 0.08 mg/cm2 of tin. The catalytic load in cathode was 0.85 mg/cm2 of pure platinum. It was found that this caralytic mixture is tolerant to CO presence.
Efecto sobre la reacción de oxígeno de la forma y la microestructura del contacto electrodo-electrolito de electrodos a difusión interna en Celdas de Combustible de óxido Sólido (SOFC)  [cached]
Jiménez, R.,Otálora, F.,Kleitz, M.
Boletín de la Sociedad Espa?ola de Cerámica y Vidrio , 1999,
Abstract: In this work we have studied the elemental electrode shape and electrode - electrolyte contact microstructure influence of Internal diffusion (ID) gas electrode in solid oxide fuel cells (SOFC). First the influence over the electrolyte effective resistance is studied. Then the influence of the shape of the elemental contact grain of ID electrode is also studied. Finally the influence of the electrode - electrolyte contact microstructure in the electrode response for a pure diffuse control is modelled. From the obtained results, conclusions on the contact microstructure and electrode shape influence over the oxygen reaction of this kind of gas electrodes are commented. En este trabajo, se estudia la influencia de la forma del electrodo elemental y la microestructura del contacto electrodo-electrolito, del electrodo de gas a difusión interna en celdas de combustible de óxido sólido (SOFC). Se determina la influencia de la microestructura del contacto electrodo electrolito sobre la resistencia efectiva del electrolito, la influencia de la forma del contacto de un grano elemental de un electrodo poroso suponiendo que sea aproximadamente una semiesfera sobre la reacción del electrodo y finalmente la influencia de la microestructura del contacto electrodo - electrolito en la respuesta a un control difusivo puro del electrodo. De los resultados obtenidos se pueden extraer conclusiones sobre la influencia de la microestructura del contacto y forma del electrodo en la reacción de oxígeno en este tipo de electrodos de gas.
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