Examinando por Materia "Celdas de combustible"
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Publicación Acceso abierto Adaptación de un inóculo fijador de nitrógeno electrogénico en una celda de combustible microbiana(Universidad del Valle, 2018) Rodríguez González, Claudia Lorena; Sanabria, Janeth; Lizcano Valbuena, William HernandoLas fuentes primarias de energía utilizadas para la sostenibilidad humana incluyen: combustibles fósiles (78.3 %), nuclear (2.5 %) y renovables (19.2 %). Las dos primeras son agotables y es bien establecido su asociación a impactos ambientales negativos. Se ha estimado que para el año 2020-2025 la población demandará el doble de petróleo, 75% más de gas y 40% más de carbón. En la última década se ha acentuado el interés por formas no convencionales, es decir, producción de energía a partir de fuentes renovables sin emisiones de CO2. Estas formas de producción son entre otras: hidráulica, eólica, solar, bioenergía y geotérmica. Las celdas de combustible microbianas (CCM), Microbial Fuel Cell, (MFC) han sido implementadas como fuente alternativa de energía y biorremediación. Sin embargo, los inóculos utilizados hasta el momento han sido provenientes de sistemas de tratamiento y sedimentos y han presentado limitaciones en la generación de electricidad. No se han encontrado estudios que evalúen la capacidad de producción de electricidad de consorcios fijadores de nitrógeno. La hipótesis de que la fijación biológica de nitrógeno es un proceso que será más eficiente en densidad de potencia en una CCM radica en la importante transferencia de protones y electrones en el proceso. Con el presente trabajo, esperamos que consorcios fijadores de nitrógeno enriquecidos en biorreactores pueden llegar a ser más eficientes que los inóculos utilizados hasta el momento.Publicación Acceso abierto Determinación de la permeabilidad de etanol en membranas poliméricas para celdas de combustible [recurso electrónico](Universidad del Valle, 2014) Echeverri Cedeño, Sergio; Camargo Amado, Rubén de JesúsLas celdas de combustible de etanol directo son una tecnología de gran interés por su eficiencia y por utilizar una fuente de energía renovable. Sin embargo la permeación del combustible a través de la membrana polimérica de las celdas de combustible es uno de los problemas críticos que afronta ésta tecnología. En este trabajo se investiga cómo se afecta la permeación de etanol con la concentración del mismo y la presencia del campo eléctrico generado en los electrodos de una celda. Para ello se diseñó un equipo capaz de reproducir algunas condiciones de operación. La membrana de Nafión 115 posee una mayor permeabilidad comparada con aquella de Nafión 117, en todas las condiciones en que se realizaron las mediciones. Esto muestra que el Nafión 117 por ser una membrana más gruesa, funciona mejor como barrera a la permeación de etanol que el Nafión 115 especialmente en concentraciones relativamente altas. Se formuló un modelo matemático fenomenológico que describe la permeabilidad del etanol a través de una membrana de Nafión. No obstante este modelo se puede aplicar en diferentes sistemas para la investigación de otros tipos de solventes y membranas.Publicación Acceso abierto Diseño del sistema de alimentación para un módulo de miniceldas de combustible de etanol(Universidad del Valle, 2011) Polo Garzón, Felipe; Arcila Vélez, Margarita Rosa; Lizcano-Valbuena, William; Jaramillo Castaño, JaimeLos módulos de celdas de combustible de membrana electrolítica que operan con alcohol son sistemas de producción de electricidad para dispositivos portátiles por su eficiencia, menor grado de impacto sobre el medio ambiente y operación continua mientras se le suministre combustible. Esta reciente tecnología de creciente investigación requiere mejorar algunos aspectos para su comercialización, referentes tanto al funcionamiento interno de cada celda como al sistema de alimentación de módulos de celdas. En el presente trabajo se diseñó el sistema de alimentación de un módulo pasivo de miniceldas de combustible que trabaja con etanol y cuyo funcionamiento no depende de la orientación del mismo. Para analizar la respuesta del diseño se planteó un modelo matemático en dos dimensiones y en estado estacionario, que considera el transporte de masa y de carga en el sistema con una alimentación constante de combustible. El modelo planteado considera únicamente el balance de masa para etanol y oxígeno, lo cual ignora la posible inundación del cátodo con agua y el taponamiento de la entrada de combustible por la acumulación del CO2 que se genera en el ánodo. Sin embargo, haber prescindido del balance de algunas especies asegura la convergencia de la simulación, garantiza tiempos de procesamiento cortos y no altera significativamente los resultados en el programa Comsol Multiphysics® , se simuló el modelo matemático que describe el desempeño de un módulo de tres miniceldas. Se realizaron experimentos computacionales con el fin de encontrar condiciones aptas de operación, variando la concentración de combustible y temperatura de operación. Aunque el propósito de emplear el módulo en dispositivos portátiles hace necesaria la operación a temperatura ambiente, la densidad de potencia máxima (29 mW/cm2) se obtuvo a una temperatura de 75 oC, con una concentración de combustible de 4 M, una densidad de corriente de 140.6 mA/cm2 y un voltaje de celda de 0.21 V. También se obtuvo la curva de polarización a una temperatura de 75 oC y concentración de etanol de 1 M con el fin de validar el modelo. Este trabajo presenta la primera simulación de un módulo de celdas de combustible a nivel nacional y constituye una herramienta fundamental para el Laboratorio de Electroquímica Aplicada y Superficies (LEAS), pues permitirá predecir los factores con mayor influencia en el desempeño de una celda y del módulo, orientando y facilitando el diseño experimental. Además, la simulación del módulo permite predecir posibles influencias de la operación de una celda sobre las otras, pues comparten la membrana.Publicación Acceso abierto Efecto de la estructura de la interfase membrana electrodos en celdas de combustible de alcohol(Universidad del Valle, 2012) Arboleda González, Mónica; Caicedo Muñoz, Ana María; Lizcano Valbuena, William HernandoEn el presente trabajo se modificaron interfases al interior de ensambles membrana electrodos de uso en celdas de combustible de alcoholes con alimentación pasiva mediante la electrodeposición de un filme de polianilina (PANi) usando voltametría cíclica en un intervalo de potencial entre -0,06 y 1,5 V vs ERH. Este filme de PANi se electrodepositó entre i) la capa difusora y la catalítica de los electrodos, ii) entre el ánodo y el electrolito, iii) entre dos capas de catalizador en la capa catalítica y iv) también se consideró los ítems ii) y iii) simultáneamente y se evaluaron en celdas de tres electrodos por medio de voltametría cíclica, con los mismos electrodos modificados se hicieron medidas en miniceldas de combustible de etanol, obteniendo curvas de polarización, el mejor resultado fue obtenido cuando la película de PANi se encontraba en el ánodo y la membrana de Nafion.Publicación Acceso abierto Espectroscopía de impedancia "IN SITU". Herramienta para el análisis de celdas de combustible(2011-10-13) Machuca-Martínez, Fiderman; Marriaga, NilsonSe estudió el desempeño de una celda de ácido fosfórico mediante la técnica de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIE) aplicada en forma "in situ" en conjunto con técnicas de modelado matemático. Los resultados obtenidos muestran que la técnica (EIE) representa un gran potencial para su uso como herramienta de investigación en el desarrollo de la tecnología de celdas de combustible.Publicación Acceso abierto Propuesta para banco de pruebas a celdas de combustible tipo membrana de intercambio protónico (PEMFC)(Universidad del Valle, 2017) Amu Loango, Miguel Antonio; Lizcano Valbuena, William Hernando; Palacios Peñaranda, Jairo ArcesioEste trabajo presenta una herramienta tecnológica la cual se emplea para la trasformación de energía química en energía eléctrica de forma directa, esto a través de una celda de combustible. El presente trabajo se basó en una celda de baja potencia (1.2 kW). Se muestra además el desarrollo de la propuesta para un laboratorio para celdas de combustible tipo PEMFC, usando como equipo de medida, adquisición y almacenamiento de datos el módulo Nexa® Training system, todo esto basado en las norma internacionales IEC 62282-3-201 e IEC 62282-3-300.