Desarrollo de membranas híbridas para su uso en PEMFCs

Eguizábal Alguacil, Adela
Pina Iritia, María Pilar (dir.)

Universidad de Zaragoza, CPS, 2010
Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente department, Ingeniería Química area

Máster Universitario en Iniciación a la Investigación en Ingeniería Química y del Medio Ambiente

Abstract: El objetivo general de este trabajo fin de máster ha sido el estudio de un nuevo material compuesto y multifuncional resultado de la combinación sinérgica de zeolitas y polímeros para su uso en PEMFCs de alta temperatura. Se han preparado membranas densas híbridas polímero-zeolita mediante proceso de casting seguido de un tratamiento de dopado con ácido fosfórico. Se eligió como polímero el polibencimidazol debido a que puede trabajar a altas temperaturas (> 120 ºC) y mantiene sus excelentes propiedades en entornos reductores y oxidantes; y se utilizaron diferentes tipos de zeolitas funcionalizadas como material inorgánico para dar estabilidad térmica e hidrofilicidad a la membrana. Inicialmente, se sintetizaron dos tipos zeolitas: ETS-10 y Na-MOR. Se obtuvieron materiales con diferente tamaño de cristal. Las zeolitas fueron caracterizadas mediante XRD, FTIR, TGA, SEM, BET, XPS y se evaluaron las propiedades eléctricas. Posteriormente, las zeolitas fueron funcionalizadas con diferentes grupos funcionales (amino, sulfónico, epoxy e imidazol) para atribuirles propiedades como, mayor conductividad o mayor afinidad por el polímero, con el fin de mejorar la interfase polímero-zeolita presente en la membrana híbrida. Estos materiales se caracterizaron por FTIR, TGA y XPS y se midió la conductividad en función de la temperatura. Por último se prepararon membranas puras y membranas híbridas con el fin de estudiar varios parámetros en la conductividad de las membranas con respecto al PBI puro. Las variables fueron: • Tamaño de cristal • Funcionalización de las zeolitas • Carga inorgánica • Procedimiento de dopado • Tipo de zeolita Se evaluó la conductividad de todas las membranas y las más prometedoras se caracterizaron por TGA, SEM y se les midió la permeación al metanol.

Free keyword(s): PBI ; Zeolita ; Membrana ; PEMFC

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master