Programa Transdisciplinario en Investigación y Desarrollo en Facultades y Escuelas

1. Universidad Nacional Autónoma de México Programa Transdisciplinario en Investigación y Desarrollo en Facultades y Escuelas Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía

2. Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible Energía del Hidrógeno Jefe del Proyecto : Dr. Pedro Roquero Tejeda Facultad de Química

3. Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible. • Dr. Pedro Roquero Tejeda Profesor de Carrera, titular A (FQ) • Dr. Jorge Ramírez Solís Profesor de Carrera, titular C (FQ) • Dr. Martín Hernández Luna Profesor de Carrera, titular C (FQ) • Dr. Sebastian P. Joseph Investigador Titular C (CIE) • Dr. Luis Carlos Ordóñez López Investigador Asociado (CICY) • Dra. Ana Lilia Ocampo Estancia posdoctoral (FQ) • M.E. Oscar Vallejo Puerta Estudiante de doctorado • I.Q. Luis H. Balboa Blanco Estudiante de maestría • I.Q. Alma B. Santibáñez Mendieta Estudiante de maestría • Daniela M. Hernández Pozos Estudiante de licenciatura • Orlando Ugalde Reyes Estudiante de licenciatura • Carlos E. Robles Hernández Estudiante de licenciatura • Sergio Villavicencio Aragón Estudiante de licenciatura • Daniel Cíntora Juárez Estudiante de licenciatura Participantes. Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía.

4. Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible. • EHD.04.1-Establecer métodos experimentales para la síntesis de electro-catalizadores que funcionen como electrodos de celdas de combustible: ánodos: Pt-Mo/C, Pt-W/C , Pt-polianilina; cátodos: Pt/C, Pt-polianilina , Pt-Ru/C. • EHD.04.2-Probar la actividad de cada uno de estos materiales mediante técnicas electroquímicas de corriente directa (voltamperometría cíclica, polarización, muestreo de corriente) y mediante su desempeño en celdas de combustible de metanol individuales. • EHD.04.3-Establecer métodos instrumentales y condiciones adecuadas para la caracterización de los electro-catalizadores sintetizados Espectroscopías (FTIR, Raman, EIS), Microscopías (HRTEM, SEM), Difracción de Rayos X. • EHD.04.4-Generación de potencia eléctrica (500 W) en un stack de celdas de combustible, usando los catalizadores desarrollados. Metas. Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía.

5. Catalizador Electrodo Reactor Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible. • Desarrollar nuevos catalizadores para celdas de combustible, a través de establecer métodos experimentales para sintetizar, caracterizar y evaluar materiales para estos componentes de una celda galvánica. Estos materiales serán utilizados para la generación de potencia en un stack de celdas de combustible de metanol. • Formación de recursos humanos especializados en el campo de la transformación química de la energía. • Contribuir en el aprovechamiento de fuentes renovables de energía en la ciudad universitaria. Objetivos. Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía.

6. Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible. • Iniciaron las actividades de síntesis de catalizadores Pt-Mo/C y Pt-W/C Se han efectuado algunas pruebas de caracterización de materiales • Se ha establecido un método adecuado para la síntesis de polianilina, que permite obtener un depósito de polímero con alta conductividad eléctrica y buena adherencia • Han iniciado las pruebas de depósito de platino en polianilina • Fue construido un prototipo de distribuidor de combustible para una celda de combustible con electrodos PANI-Pt Formación de recursos humanos: • Estudio voltamperométrico del efecto promotor del molibdeno en la oxidación anódica de metanol sobre platino. Autor: Luis Humberto Balboa Blanco. Carrera: Ingeniería Química. Examen profesional: 20 de enero de 2006 (Tesis Licenciatura) • Examen de candidatura al grado de doctor, por el maestro Oscar Vallejo Puerta, aprobado el día 10 de marzo de 2006. Estado actual del proyecto. Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía.

7. Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible. Publicaciones: • CO oxidation at carbon – supported PtMo electrocatalysts : effect of the platinum particle size. L.C. Ordóñez, P. Roquero, P.J. Sebastian, J. Ramírez International Journal of Hydrogen Energy. En Prensa (2006) • Electrosynthesis and characterization of Polyaniline films on ASTM 304 steel, in phosphoric, sulfuric and perchloric acid electrolytes. Oscar Vallejo Puerta, Pedro Roquero, Ernesto Rivera Manuscrito en preparación. Estado actual del proyecto. Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía.

8. oxidación de intermediarios 2 Pt-CH2O + Pt(OH)2 3 Pt + 2 CO2 + 6 H+ + (6) e- oxidación de metanol CH3OH + Pt Pt-CH2O + 2 H+ + 2 e- Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible. Estado actual del proyecto. Caracterización de catalizadores mediante técnicas electroquímicas. CH3OH , H+ , Pt CH3OH HCHO + 2 H + + 2 e – E0 = 0.232 V (vs. ENH) CH3OH CO + 4 H + + 4 e – E0 = 0.096 V CH3OH + H2O CO2 + 6 H + + 6 e – E0 = 0.030 V Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía.

9. Pt1Mo1/C Mo/C Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible. Estado actual del proyecto. Microscopía Electrónica de transmisión de materiales soportados en carbón Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía.

10. Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible. Estado actual del proyecto. Polianilina : elaboración electroquímica de electrodos • La Polianilina es un metal sintético que puede alcanzar altos valores de conductividad eléctrica. Se ha reportado que puede disminuir el grado de envenenamiento por CO, de partículas de Pt soportadas en este polímero. • Se sintetizan de manera simultánea catalizador y electrodo. • El transporte de materia entre una fase líquida y este material es más eficiente que cuando se usa carbón como soporte. Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía.

11. Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible. Estado actual del proyecto. Diseño de un prototipo de distribución de flujo para una celda de combustible con electrodos PANI-Pt. Construcción : IIM Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía.

12. Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible. Se han establecido actividades en colaboración con : • Centro de Investigación en Energía, (Síntesis y evaluación de catalizadores). • Instituto de Investigaciones en Materiales (Polímeros conductores). • Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (Construcción de materiales y piezas para celdas). • Instituto de Investigaciones Eléctricas (Elaboración de ensambles membrana-electrodo). • otros grupos de investigación en la Facultad de Química (Membranas conductoras de protones, nuevos catalizadores). Transdisciplinariedad en el proyecto. Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía.

13. Desarrollo de Catalizadores para Celdas de Combustible. • Elaboración de ensambles membrana – electrodo con los catalizadores sintetizados. • Prueba de ensambles en celdas de combustible individual. • Optimización de métodos de depósito de platino en electrodos modificados con polímeros. Caracterización y prueba de dichos electrodos. • Puesta en operación del prototipo de celda con electrodos PANI –Pt. • Instalación y puesta en marcha de un Stack de celdas de combustible. • Titulación de estudiantes • Publicación de dos artículos en revistas del Journal Citation Report. Actividades futuras. Macroproyecto La Ciudad Universitaria y la Energía.