Con este proyecto se pretenderá sintetizar y caracterizar (térmica, eléctrica y estructuralmente) nuevos sistemas poliméricos basados en polivinil difluoruro (PVDF) y ácido fosfórico (H3PO4) para aplicarlos en celdas de combustible las cuales se describen como un dispositivo que convierte la energía química que se produce por medio de la reacción entre hidrogeno (H2) y oxígeno (O2) con un catalizador generalmente de platino, en electricidad y calor. Seguido a esto realizar un estudio del funcionamiento de la celda en entornos de temperatura media entre 20 y 60 C, como una futura aplicación tecnológica dada la limitante en la densidad de corriente que tienen las celdas basadas en Nafion trabajando a más de 35 C.
Nos concentráremos en el estudio de las transiciones de fase que experimenta el sistema polimérico en altas temperaturas ya que estas enriquecen la movilidad espacial de los portadores de carga, en este caso los radicales H+ provenientes del ácido, y esto favorece en cierto grado las reacciones electródicas que suceden en los catalizadores de la celda combustible.
Por otro lado, los sistemas poliméricos superiónicos muestran una gran expectativa tecnológica, especialmente en el desarrollo de dispositivos electroquímicos de estado sólido, además de las celdas combustible se tienen también fuentes de poder o baterías, diversos tipos de sensores, dispositivos de exhibición electrocrómica, dispositivos de memoria, supercapacitores, etc.
Con este trabajo se espera fortalecer la línea de investigación de la física de estado sólido de nuestro país y aportar al conocimiento de la conducción iónica en la materia condensada. La propuesta metodológica involucra la participación de un estudiante de posgrado del nuevo programa de la escuela de física de la maestría en ingeniería, que sería orientado en los procesos de preparación de compuestos para que sintetice las membranas poliméricas basadas en PVDF y H3PO4. Seguidamente se trabajará con los software y los equipos de laboratorio con los que cuente la universidad, facultad de minas y facultad de ciencias de la sede Medellín específicamente, con el fin de llevar a cabo la adquisición de datos mediante los diversos equipos de medida como por ejemplo: calorimetría diferencial de barrido DSC, termogravimetría TGA, impedancia IS, etc. Una vez desarrolladas las mediciones respectivas del compuesto polimérico, se escogerá la mejor membrana polimérica de mejor concentración para aplicarla en la celda combustible y realizar los procesos de medida de la misma en entornos de temperatura media entre 20 y 60 C, y analizar los resultados que serán sometidos a evaluación en revistas de divulgación científica de carácter nacional ó internacional. |