Instalaciones energéticas en edificios. viabilidad de las pilas de combustible en edificios de viviendas.

[ES]El siguiente proyecto analiza la viabilidad energética y económica que supone la instalación de una tecnología de pilas de combustible como cogeneración en una vivienda unifamiliar en Madrid. Al mismo tiempo, se compara dicha instalación con otra más desarrollada como es la combinación entre una caldera de condensación y la red eléctrica.

Polipirrol, un buen soporte para electrodos de pilas de combustible de metanol directo (DMFC)

(SPA) El polipirrol es uno de los polímeros conductores más utilizados en la preparación de electrodos debido a su alta actividad catalítica para la oxidación y reducción del metanol. En este trabajo se ha depositado electroquímicamente polipirrol a diferentes potenciales de depósito, Ed, sobre tela de carbón no tejida Freudenberg en medio ácido. Se ha analizado la morfología y la respuesta electroquímica en medio HClO4 y en presencia de HClO4+MeOH antes y después de la síntesis del polipirrol sobre ella. Lastructura de las películas obtenidas se ha estudiado por espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier, FTIR. Se observa que el polipirrol mejora las propiedades electroquímicas de la tela de carbón, obteniéndose el mejor resultado para su aplicación como soporte del catalizador en pilas de combustible con la película sintetizada a 1,0V. (ENG) Polypyrrole is one of the most used conducting polymers in electrode building due to its high catalytic activity to the methanol oxidation and reduction. By this motive, polypyrrole has been electrochemically synthesized at constant potential, Ed, on Freudenberg carbon cloth in acid medium. Carbon cloth morphology and electrochemical behaviour in HClO4 and in HClO4+MeOH before and after the polypyrrole eposition have been analysed. The structure of the films was studied by Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR. The polypyrrole improves the electrochemical properties of the studied carbon cloth. The biggest charge of the electroactive area is the one synthesized at 1.0V, being the best for its application as catalyst support in fuel cells.

Electrolito sólido polimérico: desde las pilas de combustible hasta la electrosíntesis orgánica

En este trabajo, en primer lugar, se presenta una nueva técnica desarrollada en nuestro laboratorio para el estudio electroquímico de las capas catalíticas de las pilas de combustible en células de tres electrodos, centrándonos en el proceso de electroxidación de ácido fórmico como reacción de test. Gracias a esta técnica se han estudiado parámetros de construcción como % en peso del metal, relación Nafion / sólidos totales y recubrimiento catalítico comprobando como la adsorción irreversible de adátomos de Bi sobre Pt soportado sobre Vulcan XC-72 favorece este proceso y como puede caracterizarse la capa catalítica de una pila de combustible de ácido fórmico (DFAFC) de forma integral utilizando estudios de sistemas nanoparticulados de Pt-Pd soportados sobre Vulcan XC-72 en el seno de ésta. En segundo lugar se ha introducido el concepto de PEMER (Polymer Electrolyte Membrane Electrochemical Reactor). De esta forma, una configuración electródica propia de las pilas de combustible se utiliza en electrosíntesis orgánica. Como reacciones test se han testeado la formación de 1-feniletanol como producto mayoritario por hidrogenación electrocatalítica de la acetofenona sobre nanopartículas de Pd soportadas sobre Vulcan XC-72 como electrocatalizador y, utilizando Pb (catalizador no noble) soportado sobre Vulcan XC-72, se ha estudiado la ruptura del puente disulfuro de L-cistina y N,N-diacetil-L-cistina (NNDAC) para obtener L-cisteína y N-acetil- L-cisteína (NAC). En ambas reacciones, hidrogenación y ruptura del puente disulfuro, se han analizado tanto parámetros constructivos de la capa catalítica como parámetros de proceso tanto a escala laboratorio con el uso de un reactor comercial de 25 cm² como a escala pre-piloto con la construcción de un reactor de 100 cm².

Influencia del diseño de los canales de flujo en el rendimiento de una pila de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFC)

Las pilas de combustible se presentan hoy día como una de las alternativas de generación de energía limpia más adecuadas. En este proyecto de tesis se presenta una visión global de lo que son, de cómo funcionan y de cuáles son las leyes que rigen este funcionamiento, centrándose en las denominadas pilas de combustible de tipo PEM. Además de describir el modelo matemático utilizado para la simulación numérica, también se presenta un procedimiento optimizado para la simulación de prototipos de pila de combustible de tipo PEM. Se incluye una recopilación de los resultados más importantes de los estudios realizados en los últimos años relacionados con la influencia de los diferentes parámetros geométricos de los canales de flujo en el rendimiento global de una pila de combustible de tipo PEM. Esta revisión se ha utilizado como base para un nuevo estudio: Análisis de la influencia de la configuración de la sección transversal del canal de flujo en el funcionamiento de una pila de combustible de tipo PEM con canales de flujo de tipo serpentín. Finalmente, se realiza una propuesta de nueva geometría de canales de flujo que proporcione un rendimiento global óptimo al sistema a través de de la homogeneización de las condiciones de operación a lo largo de toda la superficie reactiva de la pila.

Comportamiento electroquímico y en pila de combustible de cátodos fabricados mediante evaporacion electrónica de Pt frente a electrodos comerciales

(SPA) Con el objetivo de disminuir el coste de los electrodos utilizados en las pilas de combustible de membrana polimérica se ha llevado a cabo un estudio de la influencia sobre la respuesta electroquímica y en ensayos en monocelda de pila de combustible de alcohol directo, de la deposición por evaporación electrónica de platino sobre tela de carbón. Se han estudiado en las mismas condiciones dos electrodos comerciales con distinta carga de catalizador y dos electrodos preparados por evaporación electrónica de platino. Se encuentra que la evaporación electrónica de platino sobre tela de carbón ahorra carga de catalizador, aumenta la superficie electroactiva y permite alcanzar rendimientos comparables a los de los electrodos comerciales, mejorando mucho la potencia obtenida por unidad de masa de material catalítico. (ENG) In order to diminish the cost of the electrodes used in polymer membrane fuel cells a study of the influence on the electrochemical response and essays in a single direct methanol fuel cell of the deposition by electronic evaporation of Platinum on carbon cloth has been carried out. Two commercial electrodes with different catalyst loading and two electrodes prepared by electronic evaporation of Platinum have been studied in the same conditions. It can be concluded that electronic evaporation of Platinum on carbon cloth saves catalyst load, increases the electroactive surface area and reaches fuel cell performances comparable with those obtained using commercial electrodes, improving clearly the power obtained per unit mass of catalytic material.

Lógica borrosa para la estimación de estados críticos de una pila de combustible PEM

La determinación en tiempo real de los estados críticos de operación de la pila de combustible de membrana intercambio protónico (siglas en ingles, PEM) es uno de los principales retos para los sistemas de control de pilas de combustible PEM. En este trabajo, se presenta el desarrollo e implementación de un método no invasivo de bajo coste basado en técnicas de decisión borrosa que permite estimar los estados críticos de operación de la pila de combustible PEM. La estimación se realiza mediante perturbaciones al estado de operación de la pila y el análisis posterior de la evolución temporal del voltaje generado por la pila. La implementación de esta técnica de estimulación-percepción de estado de la pila de combustible para la detección de estados críticos constituye una novedad y un paso hacia el control autónomo en óptimas condiciones de la operación de las pilas de combustible PEM.

Celdas de pilas de oxidó solido, avance en el procesado de materiales

Póster presentado en el XIV Congreso Nacional de Materiales (CNMAT) en Gijón (España), del 8 al 10 de Junio de 2016

Nuevas cromitas de composición La1-xMxCr0.9Ni0.1O3(M=Sr, ND, Ca; x<0.3) con tamaño de A y desorden fijados, para su uso como ánodos de pilas SOFCs

Póster presentado en el XIV Congreso Nacional de Materiales (CNMAT) en Gijón (España), del 8 al 10 de Junio de 2016

Producción de hidrógeno por reformado catalítico en fase acuosa de disoluciones de metanol. Catalizador de Platino.

El objetivo que persigue la línea de investigación en la que se engloba este trabajo es la obtención de hidrógeno desde disoluciones acuosas de metanol (aproximadamente del 10% de metanol), considerando estos compuestos como una forma de almacenar hidrógeno y obtenerlo a baja temperatura “on-board” en un vehículo mediante el reformado en fase acuosa. El reto es conseguir un sistema catalítico de pequeño volumen y rápida respuesta a las demandas de hidrógeno con elevado rendimiento y calidad apropiada (<10 ppm de CO) para las pilas de combustible PEM. Los objetivos planteados en el siguiente trabajo se centran en la preparación y caracterización de un catalizador de platino soportado en alúmina, y la puesta en marcha de un reactor discontinuo de mezcla perfecta a presión para la evaluación de catalizadores en el proceso de reformado en fase líquida.

Reformado de hidrocarburos logísticos sobre catalizadores de NiAl2O4 de prestaciones mejoradas

La obtención de corrientes ricas en hidrógeno se presenta como un reto de alto interés industrial ya que constituyen la alimentación de los sistemas de producción energética más prometedores a medio-largo plazo, las pilas de combustible. El avance en la implementación industrial de estos dispositivos está condicionado por la disponibilidad de fuentes de hidrógeno fácilmente disponibles y almacenables. Los combustibles logísticos (gas natural, gasolina y diesel) son recursos todavía abundantes cuya transformación química puede satisfacer esta demanda de hidrógeno. En este Trabajo Fin de Grado se plantea un estudio sobre diferentes estrategias de reformado (oxidación parcial, reformado con vapor de agua o reformado autotérmico) empleando espinelas de aluminato de níquel como catalizadores alternativos a los metales nobles (Rh)

Materiales para su aplicación en celdas SOFCs

Poster presentado en la conferencia: XXXV Bienal de la Real Sociedad Española de Química (A Coruña, 19-23 de Julio de 2015)

Modificación del sistema energético de la unidad móvil de donantes de osakidetza (CVTT)

[ES]Hoy en día los vehículos usados en la extracción de sangre utilizan un motor de combustión interna, no solamente para sus desplazamientos, sino también para generar electricidad con la que poder utilizar todos los aparatos del interior. Como consecuencia, el autobús es una fuente importante de ruidos y contaminación, ya que el motor diesel está funcionando durante las largas paradas en las que se realiza dicha actividad. El objetivo del proyecto es diseñar un sistema innovador basado en pilas de combustible que sirva para alimentar todos los equipos y dispositivos, evitando el ruido, las vibraciones y los gases contaminantes. Para ello y en primer lugar, será necesario estimar el consumo total del autobús. Tras esto, también se tomarán una serie de decisiones con el fin de mejorar la eficiencia energética del autobús. Finalmente, se hará un diseño del sistema energético, el cual debe incluir una pila de combustible, junto con todos sus sistemas asociados, y todas las especificaciones.

Producción de hidrógeno por oxidación parcial de metano sobre espinelas de aluminato de níquel

[ES] Durante las últimas décadas, el hidrógeno ha atraído la atención tanto de gobiernos como de empresas debido al rápido desarrollo que las pilas de combustible han mostrado, principalmente por sus posibles aplicaciones en el sector automovilístico, periodo durante el cual prácticamente todos los fabricantes de vehículos han mostrado sus prototipos empleando pilas de combustible. No obstante, la obtención de hidrógeno puro para la alimentación de las pilas de combustible presenta un problema ya que las fuentes existentes no están fácilmente disponibles o son difícilmente almacenables. Esto requiere que, al menos a corto plazo, el hidrógeno sea mayoritariamente adquirido mediante el reformado de hidrocarburos ligeros o hasta fracción gasolina. Las variantes subestequiométricas del catalizador NiAl2O4 son una opción interesante como alternativa para reducir costes de operación en el reformado catalítico, debido a que presentan estabilidad a baja temperatura y elevada dispersión del NiO en la estructura, lo cual regula la formación de partículas más grandes que reduzcan su actividad.

La tecnología del hidrógeno, una oportunidad estratégica para la perdurabilidad del sector energético en Colombia

El incremento de la actividad humana en el último siglo y el desarrollo de tecnologías ligadas con el petróleo como vector energético, han generado efectos medioambientales adversos que aunados con las limitadas reservas mundiales de crudo y su estrecha relación con el crecimiento económico mundial ha generado presiones economías, políticas y sociales en todos los países. Esta situación ha dinamizado la investigación y desarrollo de nuevas tecnologías basadas en el hidrogeno como un nuevo vector energético tecnológicamente compatible que permita la portabilidad de energía con el menor impacto ambiental y económico a la luz de la prospectiva de consumo y la perdurabilidad energética. Este trabajo identifica las experiencias más relevantes respecto a la tecnología del hidrogeno a nivel mundial con el fin de consolidar un plan estratégico para la incorporación del hidrógeno como vector energético al portafolio productivo colombiano mediante la aplicación de un modelo que permite el análisis del nivel de integración de los sectores educativo, empresarial y gubernamental, teniendo como base los resultados del análisis estructural y análisis de actores.

Chemistry 2 for OCR.

Este volumen proporciona una cobertura completa para la enseñanza de la nueva especificación del Nivel Avanzado (AS) de Ciencia del año dos mil ocho y ha sido respaldado por el OCR. Los objetivos están claramente definidos, para que los estudiantes sepan exactamente qué es lo que necesitan aprender. Las preguntas de auto-evaluación y el modelo de examen al final de cada capítulo ofrecen oportunidades para el estudio independiente. Viene con un CD-ROM que proporciona información adicional y enlaces a sitios web libres, llenos de actividades de aprendizaje electrónico para el avance de los alumnos que lo necesiten y fomentar así la ampliación del conocimiento. Química 2 permite a los alumnos aprender sobre: cómo examinar la química orgánica; compuestos basados en anillos del benceno; compuestos de carbonilo; ésteres de ácidos carboxílicos; aminas; aminoácidos y quiralidad; poliéster y poliamidas; síntesis; cromatografía; espectroscopia; ácidos, bases; entalpía; entropía; electrodos potenciales y las pilas de combustible; elementos de transición. Tiene un glosario de palabras clave, respuestas a la auto-evaluación e índice.