Membranas conductoras protónicas basadas en polímeros de tipo polibencimidazol. Aplicación a pilas de combustible de electrolito polimérico

• Autores: Juan Antonio Asensio
• Directores de la Tesis: Pedro Gómez Romero (dir. tes.), Salvador Borrós Gómez (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Ramon Llull ( España ) en 2003
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Lluís Victori Companys (presid.), Rosa Nomen Ribé (secret.), Santi Nonell Marrugat (voc.), José Ramón Jurado Egea (voc.), Pere Lluis Cabot Juliá (voc.)
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• Resumen

  • Las Pilas de Combustible son dispositivos electroquímicos que generan corriente eléctrica a partir de un combustible (H2, metanol, ..) y un oxidante (O2 o directamente aire). De las diferentes tecnologías que se están estudiando, una de las más prometedoras son las Pilas de Combustible de Electrolito Polimérico (PEMFC).

    Actualmente estas pilas emplean como electrolito membranas basadas en polímeros perfluorocarbonados. Estos polímeros presentan una limitación. Necesitan estar hidratados para mantener una adecuada conductividad protónica, lo cual limita su temperatura de trabajo por debajo de los 100ºC. Dado que los catalizadores de Pt/C que se emplean son muy sensibles a trazas de CO presentes en los gases reactivos, sería un salto tecnológico muy importante trabajar a temperaturas superiores a los 150ºC, ya que a estas temperaturas no se produce el envenenamiento del catalizador debido a la presencia de CO. De este modo, se podría emplear H2 de menor pureza manteniendo las prestaciones de la pila.

    Actualmente un tipo de nuevos electrolitos, estables a temperaturas de hasta 200ºC, que está recibiendo una gran atención son las membranas de polibencimidazol (PBI) dopado con grandes cantidades de ácido fosfórico.

    En esta Tesis se proponen nuevas membranas basadas en otros polímeros de tipo polibencimidazol, así como membranas híbridas orgánico-inorgánicas, y dopadas con ácido fosfórico, para uso en Pilas de Combustible de tipo PEMFC. Más concretamente, se han preparado membranas de poli(2,5-bencimidazol) (ABPBI), y ABPI sulfonado que se han dopado con ácido fosfórico. Estas membranas absorben ácido fosfórico con mayor facilidad que las de PBI y tiene unas propiedades de estabilidad térmica y conductividad iguales o superiores. Asimismo, se han preparado membranas híbridas de ABPBI y H3PMo12O40 dopadas con ácido fosfórico, alcanzando conductividades mayores que las de membranas de PBI y manteniendo la m