Resumen

Se sintetizaron membranas de PVA/sílice mediante el proceso sol-gel en condiciones ácidas. Se utilizó tetraetoxisilano (TEOS) como precursor con una concentración entre el 5 y el 30% en dos sistemas distintos. Un sistema se utilizó como control, que contenía sólo PVA / TEOS. En el segundo sistema, se introdujeron los grupos necesarios para la conductividad con un 12% en peso de heteropoliácido fosfotúngstico hidratado (HPW) en relación con la masa de TEOS. 

Las evaluaciones del grado de hinchamiento, la permeabilidad para el etanol y la conductividad protónica han demostrado que la membrana que contiene un 30% en peso de TEOS da los mejores resultados entre las membranas producidas. Los mejores resultados obtenidos en este estudio fueron 0,28 mS / cm de conductividad protónica y 1,5 kg/m².h de flujo de solución de etanol. Por lo tanto, en estas condiciones, las membranas reticuladas con PVA/SiO2 y precursor TEOS son una buena alternativa para las membranas reticuladas de PVA, ya que fueron más selectivas al flujo de la solución de etanol. Sin embargo, para aplicaciones como en pilas de combustible electrolíticas, sigue siendo necesario investigar otras formas de aumentar la conductividad sin afectar a la estabilidad dimensional.

INTRODUCCIÓN

La pila de combustible con membrana polimérica conductora de protones ha despertado mucho interés a lo largo de los años debido a su bajo potencial contaminante y su amplia gama de aplicaciones, como en vehículos y dispositivos portátiles. Tradicionalmente, el Nafion, un copolímero sulfonado perfluorado, es el más utilizado en pilas de combustible. Sin embargo, tiene el inconveniente del fenómeno de cruce del metanol. Además de este problema técnico, el hecho de que sea un polímero caro motiva la búsqueda de membranas alternativas.

El principal interés en utilizar PVA como matriz polimérica para su uso en pilas de combustible alimentadas directamente radica en su bajo coste y sus excelentes propiedades de barrera para la permeabilidad de las moléculas de alcohol. Dos factores pueden poner en peligro el uso de PVA en pilas de combustible alimentadas directamente, que son el alto grado de hinchamiento y la ausencia de grupos conductores de protones en su estructura. Los sistemas de materiales híbridos, compuestos por una fase orgánica y otra fase inorgánica, son prometedores en muchos campos de aplicación tecnológica, debido al sinergismo que presentan estos compuestos. El proceso sol-gel se basa en la polimerización de precursores moleculares, como los alcóxidos metálicos, e incluye las etapas de un estado de solución coloidal (sol), a un estado de gel y la eliminación del disolvente. 

• Materias:Síntesis Sílice Electrolito Celdas de combustible
• Subjects:Synthesis Silica Electrolyte Fuel cells
• Palabras claves:PVA; Célula de combustible; HPW; Sílice; Membranas conductoras de protones
• Keywords:PVA; Fuel cell; HPW; Silica; Proton conducting membranes