Efecto de los parámetros de operación en la eficiencia de una celda de combustible de etanol en medio básico

Abstract

La situación energética actual y futura está sustentada en los combustibles fósiles (fuentes de energías no renovables) y limitada por las reservas de estos, por otro lado, el uso de estas fuentes de energía agrava el problema de calentamiento global, incrementando la preocupación por el ambiente. Esta situación energética impulsa la investigación y desarrollo de otras fuentes de energía, sobre todo las renovables. En esta Tesis de Maestría se aborda el efecto de los parámetros de operación en la eficiencia de una Celda de Combustible de Etanol en Medio Básico, se estudiaron los efectos de los principales parámetros (temperatura, velocidad de flujo de ánodo y concentración del combustible y del medio básico) sobre la eficiencia de la celda. La metodología utilizada es el hipotético deductivo con contrastación de hipótesis - evidencia experimental para la obtención de conclusiones lógicas. Para el Ánodo se utilizó Paladio-Oro (Pd-Au/C) 20% y para el Cátodo Platino (Pt/C) 30% en soporte ETECK. La carga de catalizador en el Ánodo fue de 1.0 mg/cm2, mientras que en el Cátodo fue de 2.0 mg/cm2, como membrana de intercambio aniónico se utilizó una membrana Tokuyama H01.0361 de 18 ^m de espesor. El área activa fue 2.15 x 2.15 cm y se usaron placas de cobre como conductores de corriente. Los resultados experimentales obtenidos han permitido concluir, que la intensidad de corriente se ve incrementada con la temperatura y la pendiente de la curva de polarización disminuye, el aumento de la temperatura mejora la densidad de potencia máxima, siguiendo un comportamiento exponencial. Por otro lado, se encontró que la intensidad de corriente aumenta significativamente con la concentración del combustible en la región de concentraciones bajas, mientras que a concentraciones altas la mejora fue menor. Lo mismo se observó para la densidad de potencia máxima, este comportamiento está limitado a concentraciones altas en las que el fenómeno del crossover afecta negativamente el rendimiento de la celda. Respecto a la concentración de KOH se concluye que es un parámetro muy importante en el rendimiento de celda, afecta de manera positiva el rendimiento de la DEFC. El efecto positivo del KOH se aprecia a concentraciones superiores a 3 M. También se encontró que el efecto del flujo en el ánodo depende de la concentración del combustible, a altas concentraciones el efecto es mínimo.