Estudio de materiales nanoestructurados para su aplicación en una celda de combustible del tipo PEM

Abstract

Global energy needs have been growing steadily over the last few years. The most important sectors are transport and industry, almost in a comparable way. Other sectors such as domestic and commercial have been increasing consumption and will continue to do so along with the previous ones. At present, the increase in energy demand has been solved with an increase in the consumption of hydrocarbons, which has caused quite serious problems to the environment: acid rain, deterioration of air quality and climate changes, are some of the Problems that have arisen from the indiscriminate consumption of oil and its derivatives. In addition to contamination problems, hydrocarbons must be considered as a source of non-renewable energy, so that short- and medium-term development of alternative energy sources that meet the growing global energy demand is necessary, while contributing To the conservation of the environment. There is a lot of effort currently being made to use Fuel Cells as a high efficiency energy source and low levels of pollution. Different types of CF have been developed depending on the load they feed and the type of fuel used (Alkaline, Direct Methanol, Solid Oxide, among others). One of the most promising options especially in portable applications is generation systems based on Proton Exchanger Membrane Fuel Cells (PEMFC). The major efforts in the research and development of the PEMFC are aimed at reducing the costs of its components, especially catalysts, membranes and bipolar plates, being a great challenge for many researchers, obtaining this device with the lowest possible cost while maintaining Its high efficiency.

Las necesidades energéticas globales han ido creciendo constantemente a lo largo de los últimos años. Los sectores más importantes, son el transporte y la industria, casi de manera equiparable. Otros sectores como el doméstico y el comercial han ido incrementando su consumo y lo seguirán haciendo junto con los anteriores. En la actualidad el incremento en la demanda de energía ha sido solucionado con un incremento en el consumo de hidrocarburos, lo que ha ocasionado problemas bastante serios al medio ambiente: lluvia ácida, deterioro de la calidad del aire y cambios climáticos, son algunos de los problemas que han surgido del consumo indiscriminado del petróleo y sus derivados. Además de los problemas de contaminación se debe considerar que los hidrocarburos constituyen una fuente de energía no renovable, por lo que es necesario el desarrollo a corto y mediano plazo de fuentes de energía alternativas que satisfagan la creciente demanda energética global, a la vez que contribuyan a la conservación del medio ambiente. Actualmente hay un gran esfuerzo encaminado a la utilización de las Celdas de Combustible (Fuel Cells) como una fuente de energía de alta eficiencia y bajos niveles de contaminación. Se han desarrollado diferentes tipos de FC en función de la carga que alimentan y del tipo de combustible que se utilizan (Alcalinas, Metanol Directo, Óxido Sólido, entre otras). Una de las opciones más prometedoras especialmente en aplicaciones portátiles son los sistemas de generación basados en Celdas de Combustible de Membrana Intercambiadora de Protones (PEMFC). Los mayores esfuerzos en la investigación y desarrollo de las PEMFC están dirigidos a la reducción de los costos de sus componentes, especialmente catalizadores, membranas y platos bipolares, siendo un gran desafío para muchos investigadores, la obtención de este dispositivo con el menor costo posible manteniendo su alta eficiencia.