INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGEMIERIA QUÍMICA E INDUSTRIAS ESTRACTIVAS

LABORATORIO DE ELECTROQUÍMICA Y CORROSIÓN

PRÁCTICA No.5 PILAS DE COMBUTIBLE

GRUPO: 3IM46

SECCIÓN A

EQUIPO 2

ALUMNOS:

APARICIO ANDRADE MÓNICA

PÉREZ GUZMÁN NAYELI SARAHI

SÁNCHEZ TAPIA GABRIELA

VALLADARES MENDOZA SEBASTIAN FARID

OBJETIVOConocer el funcionamiento y características principales de una Pila de Combustible (FUEL CELL) como dispositivo electroquímico para la generación de energía eléctrica.

OBJETIVOS ESPECIFICOS* Montar un sistema de pila de combustible (PC) a escala laboratorio.* Identificar los componentes de un pila de combustible.* Producir Hidrogeno y Oxigeno por medio de un panel solar (PS).* Determinar parámetros de operación* Diferenciar un electrolizador convencional y un electrolizador tipo PEM.

INTRODUCCIÓNUna pila de combustible, también llamada célula o celda de combustible es un dispositivo electroquímico de conversión de energía similar a una batería, pero se diferencia de esta última en que está diseñada para permitir el reabastecimiento continuo de los reactivos consumidos; es decir, produce electricidad de una fuente externa de combustible y de oxígeno en contraposición a la capacidad limitada de almacenamiento de energía que posee una batería. Además, los electrodos en una batería reaccionan y cambian según cómo esté de cargada o descargada; en cambio, en una celda de combustible los electrodos son catalíticos y relativamente estables. Los reactivos típicos utilizados en una celda de combustible son hidrógeno en el lado del ánodo y oxígeno en el lado del cátodo (si se trata de una celda de hidrógeno).

El hidrógeno fluye hacia el ánodo donde un catalizador como el platino facilita su conversión en electrones y protones (H+). Estos atraviesan la membrana electrolítica para combinarse con el oxígeno y los electrones en el lado del cátodo (una reacción catalizada también por el platino). Los electrones, que no pueden atravesar la membrana de electrolito, fluyen del ánodo al cátodo a través de un circuito externo y alimentan nuestros dispositivos eléctricos. La figura muestra una sola celda electroquímica que produce aproximadamente 1 Voltio. Para aplicaciones de potencia

se apilan muchas de estas celdas para formar la pila de combustible, cuyo voltaje aumenta en proporción al número de celdas apiladas.

MEMBRANA Y CATALIZADORES EN FUEL CELLSPEMFC (Protón Exchange Fuel Cell) Pila de combustible con membrana de intercambio de protones.Operan a temperaturas relativamente bajas ~ 80ºC, presenta una potencia elevada y consiguen variar su tensión de salida muy rápidamente, acompañando los aumentos y disminuciones bruscas de necesidades energéticas. Tales características son importantes en los automóviles, para que el vehículo pueda iniciar su marcha rápidamente. La membrana de intercambio de protones es una hoja plástica fina que permite a losiones H+ pasen a través de ella; Es revestida en los dos lados por partículas de un metal altamente dispersivo (predominantemente platino) que se tornan catalizadores activos. El electrolito es un polímero sólido orgánico de ácido poli-perflorosulfínico, que se torna ventajoso, porque reduce la corrosión.El hidrógeno es abastecido al ánodo donde el catalizador obliga a los átomos de hidrógeno liberar sus electrones tornándose iones H+ (protones). Los electrones liberados siguen para el cátodo, pero son aprovechados antes de llegar como corriente eléctrica. El cátodo por su lado es alimentado con oxígeno y los protones al ser difundidos a través de la membrana (electrolito) para o cátodo, se combinan originando H20, completando el proceso. Este tipo de pilas son sensibles a las impurezas del combustible

PANEL SOLARUn panel solar es un módulo que aprovecha la energía de la radiación solar. El término comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente (usualmente doméstica) y a los paneles fotovoltaicos utilizados para generar electricidad.Los paneles fotovoltaicos: están formados por numerosas celdas que convierten la luz en electricidad. Las celdas a veces son llamadas células fotovoltaicas, del griego "fotos", luz. Estas celdas dependen del efecto fotovoltaico por el que la energía luminosa produce cargas positiva y negativa en dos semiconductores próximos de diferente tipo, produciendo así un campo eléctrico capaz de generar una corriente.

DESARROLLOEXPERIMENTAL

Verificar la producción de H2 y O2 conectando el panel solar a la pila combustible

Verificar que los recipientes estén llenos de agua y sin burbujas, anotar todas las observaciones en el proceso

Una vez verificada la producción montar el dispositivo de la figura 3

Conectar los multímetro como se muestra en las figuras 4 y 5 y medir potencial y la corriente

Conectar el foco a la fuente de alimentación y dirigir su luz a la pila combustible. Tomar el tiempo de la electrolisis

Montar el sistema de la figura 2 y observar lo que sucede al aplicar corriente.

Una vez que los gases hayan desplazado suficiente volumen contactar el dispositivo de la figura 6 y 7 .

Medir la corriente y el potencial de acuerdo a las figuras 4 y 5.