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Nuevos materiales para celdas de hidrógeno


Por Israel Pérez Valencia

Santiago de Querétaro, Querétaro. 31 de octubre de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- En el XVI Congreso Internacional de la Sociedad Mexicana del Hidrógeno, que tuvo como sede la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ), científicos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN) difundieron los avances de sus investigaciones sobre nuevos materiales para el diseño de celdas de hidrógeno.

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El proyecto, que fue presentado como parte de las actividades de este evento, está a cargo de los investigadores Omar Solorza Feria y Sebastián Citalán Cigarroa, del Departamento de Química del Cinvestav, responsables de la síntesis de nuevos materiales con propiedades electrocatalíticas para la formación de cátodos y ánodos en celdas de combustible o electrolizadores.

Sebastian Citalan CigarroaSebastián Citalán Cigarroa.El investigador del Cinvestav, Sebastián Citalán Cigarroa, detalló que este proyecto tiene como objetivo proponer nuevos materiales que pudieran ser utilizados en electrolizadores tipo alcalino, para la formación de hidrógeno (H) de alta pureza.

“Actualmente lo que necesitamos es trabajar en nuevos combustibles y uno de los más conocidos, ecológicamente hablando, es el hidrógeno. Estamos buscando nuevos materiales para su generación, que sean más económicos y que los tengamos en México”, aseguró.

Citalán Cigarroa destacó que en este el proyecto se propone la utilización de materiales como el níquel (Ni), cobalto (Co), hierro (Fe) y fósforo (P), con los cuales se realiza una molienda de alta energía para después ser mezclados con diferentes tipos de composiciones químicas.

“Se fueron probando en 10, 20, 50 y 60 horas y se hizo un análisis elemental con microscopía electrónica de barrido para ver la morfología del material y el tamaño de las partículas en que quedaron reducidos estos materiales”, puntualizó.

El investigador del Cinvestav destacó que en este proceso se pudieron generar partículas nanométricas y micrométricas con las que se hizo la caracterización electroquímica en laboratorio y, con ello, la identificación sobre si estos materiales son buenos candidatos para utilizarse en la generación de hidrógeno.

“Lo que hacemos es someter el material en un electrolizador, entonces hacemos varios ciclos, donde se perturba de un voltaje positivo a negativo. Dependiendo del rango, revisamos el potencial que estamos aplicando para ver si el material es estable en función del tiempo. De ser así, nos da un buen indicio de que puede ser utilizado para hacer electrodos de cátodos y ánodos”, señaló.

“El proyecto de utilización de nuevos materiales para el diseño de celdas productoras de hidrógeno es apoyado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) a través de su Convocatoria de Investigación Científica Básica y la Universidad de Texas A&M, de los Estados Unidos.

Sebastián Citalán Cigarroa explicó que una vez que se tuvo la caracterización de estos materiales, lo que se produce son tintas con soluciones poliméricas soportadas en membranas de intercambio aniónico para medios alcalinos, a las que se les introduce energía eléctrica para su polarización.

“Con la ayuda de un potenciostato y un booster —que mantiene la corriente— se va haciendo la voltametría para observar si el material produce hidrógeno y oxígeno en el ánodo y el cátodo. Los resultados preliminares nos indican que estos materiales son buenos candidatos para diseñar estas celdas productoras de hidrógeno soportadas en membranas poliméricas”, puntualizó.

El investigador del Cinvestav aseguró que este proyecto busca, además, ofrecer alternativas mucho más económicas y que sean amigables con el medio ambiente, ya que, dijo, para la producción de estas membranas se utilizaba, hasta hace poco, diafragmas de asbesto, que ya fueron prohibidos por los daños a la salud humana.

“Estamos usando polímeros, que son buenos materiales para producir hidrógeno y oxígeno, además son muy económicos. En México tenemos yacimientos de níquel, cobalto y hierro, por lo que no tendríamos la necesidad de importarlos del extranjero”, finalizó.

 

arroba14010contacto 1 Sebastián Citalán Cigarroa
Departamento de Química, Cinvestav
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