Estandarización del método de fabricación de ensambles membrana-electródos para celdas de combustible tipo PEM [recurso electrónico] / Juana Arely Erosa Solís

Tesis (Maestría en Ciencias en Energía Renovable) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2010.

El ensamble membrana-electrodos (MEA. por sus siglas en inglés) es donde se llevan a cabo las reacciones electroquímicas de la celda de combustible tipo PEM. Contiene como electrolito una membrana de intercambio protónico y a ambos lados un electrodo poroso con capa catalítica. El desempeño de la MEA depende de las Características del catalizador. del electrodo de las propiedades de la membrana de la celda. La MEA debe tener interface extensa entre el electrolito y el catalizador, transporte fácil de gases, buena remoción del agua y alta conductividad eléctrica. En este trabajo se optimizó la metodología de fabricación de MEA´s, buscando reproducibilidad y desempeños cercados a lo reportado en la literatura. De esta forma se cuenta con un estándar para este procedimiento para futuros proyectos. Se realizó un diseño experimental combinando los factores más importantes para su buen funcionamiento. Se consideraron tres métodos de carga de tinta: goteo, aerografía y serigrafía. Se compararon los desempeños de las MEA´s preparadas con estos métodos para diferentes solventes de tinta catalítica (agua, isopropanol y acetona), diferentes condiciones de prensado por temperatura (presión y tiempo) y diferente material del electrodo (tela y papel de carbón). El mejor Comportamiento se encontró para MEA´s fabricadas usando la técnica de serigrafía, depositando tinta catalítica con Solvente isopropanol, sobre tela de carbón con capa porosa de carbón vulcan y prensado a 4000lb, por 4 min a 120°C. A estas condiciones la densidad de potencia máxima obtenida es 305mW/cm. a una densidad de corriente de 760mA/cm2 a un potencial de 402mV.