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Materiales Mesoporosos Ordenados como soportes de Electrocatalizadores para celdas de combustible tipo PEM
IVONNE LILIANA ALONSO LEMUS
LORENA ALVAREZ CONTRERAS
JOSE YSMAEL VERDE GOMEZ
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Generar energía con una fuente alterna a los combustibles fósiles es materia que ocupa el interés de numerosos grupos de investigación alrededor del mundo. Las celdas de combustible han sido una de las alternativas más prometedoras de los últimos tiempos. En especial, la celda de combustible tipo PEM (Proton Exchange Membrane, por sus siglas en inglés) encuentra varios y versátiles nichos de mercado en dispositivos de comunicación móviles. Dichos dispositivos a pesar de ser tan versátiles, aún ofrecen grandes retos tecnológicos para elevar su desempeño. Es reconocido en el ámbito científico que la parte medular para elevar el desempeño de las celdas tipo PEM se encuentra precisamente en la membrana conductora de iones y el electrocatalizador. Este trabajo de tesis aborda entonces el estudio de electrocatalizadores basados en materiales mesoporosos ordenados (MMO) base sílice, los cuales no han sido evaluados previamente en esta aplicación. Los MMO reúnen varias propiedades las cuales los hacen atractivos como soportes para muy diversas aplicaciones catalíticas. Propiedades tales como alta área superficial específica (≤ 1000 m2 /g), altamente nanoestructurados y buena resistencia a la corrosión; aunado a su bajo costo de producción, hicieron que resultara interesante realizar este estudio.
El trabajo se dividió en tres etapas experimentales. La primera consistió en la síntesis de ocho diferentes soportes base sílice, de los cuales uno fue seleccionado previa caracterización de los mismos para soportar la fase activa. La segunda etapa consistió entonces en la síntesis de electrocatalizadores monometálicos (Pt) y bimetálicos (Pt-Ru y Pt-W) por dos diferentes vías: incorporación in situ de la fase activa y molienda mecánica. Estos materiales fueron caracterizados a fin de conocer su estructura cristalina, propiedades texturales, morfología y 2 composición química. También fue medida la conductividad iónica y eléctrica de cada electrocatalizador. Finalmente se midió su actividad electroquímica a fin de estimar su posible desempeño como electrocatalizador en una celda de combustible. La información obtenida a partir de estas técnicas de caracterización dio las bases para realizar la tercera etapa experimental, la cual consistió en la síntesis de un electrocatalizador optimizado. Para finalmente obtener un con alta área superficial (353 m2 /g), una dispersión altamente homogénea de la fase activa, distribución estrecha de tamaño de partícula metálica (Pt ≈ 3.5 nm), aunado a un método relativamente sencillo de preparación.
2011-08
Memoria de congreso
BIOLOGÍA Y QUÍMICA
Aparece en las colecciones: Doctorado en Ciencia de Materiales

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