期刊名称：Revista Internacional de Contaminación Ambiental
印刷版ISSN：0188-4999
出版年度：2008
卷号：24
期号：1
页码：21-31
语种：Spanish
出版社：Centro de Ciencias de la Atmósfera
摘要：Las celdas de combustible constituyen en la actualidad una de las principales tecnologías que son objeto de continuas investigaciones en la búsqueda de fuentes alternativas de energía, cuyo impacto al ambiente sea mínimo. Sin embargo la utilización de esta tecnología, se ha visto limitada por factores tales como el elevado costo de los distintos componentes que conforman una celda de combustible. Por ejemplo, el platino empleado por excelencia como el mejor catalizador para llevar a cabo la reacción química entre hidrógeno y oxígeno, responsable de la producción de energía eléctrica. En la búsqueda de la optimización o sustitución del platino, es importante contar con una metodología que permita realizar un diagnóstico in situ del estado de dicho catalizador. Este diagnóstico involucra aspectos tales como la determinación de los sitios activos y la carga y la degradación que el catalizador puede ir sufriendo durante el funcionamiento de la celda. El presente trabajo consiste en el desarrollo de un modelo matemático que alimentado con las constantes de velocidad y los fenómenos involucrados en la reacción de la evolución del hidrógeno, produce como datos de salida, las curvas de polarización (E vs I) y de espectroscopia de impedancia electroquímica para dicha reacción. Se consideró para la modelación, al Pt monocristalino preferenciado en las direcciones (111) y (100) como catalizador y usando diversos ácidos como electrolitos. Las curvas obtenidas con el algoritmo matemático muestran una correlación de la influencia del tipo y concentración de los ácidos usados como electrolitos y la densidad de corriente eléctrica debido a la evolución del H 2 . Finalmente, este modelo deja abierta la posibilidad de explorar el efecto del cambio en los valores de las variables involucradas en las reacciones de una celda de combustible, lo que nos permitirá evaluar in situ el estado y comportamiento del catalizador.
其他摘要：Fuel cells constitute at the present time, one of the main technologies that are object of continuous investigations in the search of alternative power sources with a minimum environmental impact. Nevertheless, the use of fuel cell technology has been limited by factors such as the high cost of the different components from which a fuel cell is constituted. One of such components is platinum, used because it is the best catalyst to carry out the electrochemical reaction between hydrogen and oxygen, responsible for the production of electrical energy. In the search of the optimization and/or substitution of platinum, it is important to count on a methodology that allows to make a diagnosis in situ of the state of the catalyst. This diagnosis involves aspects such as: the determination of the active sites, and loads and degradation that the catalyst can suffer during the operation of the cell. The present work consists of the development of a mathematical model that fed with the rate constants and the phenomena involved in hydrogen evolution reaction, produces like output data, the polarization curves (E vs I) and electrochemical impedance spectroscopy for this reaction. The monocrystalline Pt(111) and Pt(100) were considered like catalyst and diverse acids were used like electrolytes. The curves obtained with the mathematical algorithm show a correlation between the influence of the type and concentration of acids used like electrolytes and the current density due to the evolution of H2. Finally, this model leaves an open possibility to explore the effect of different values involved in the reactions of a fuel cell, which will allow us to evaluate in situ the state and behavior of the catalyst.
关键词：celdas de combustible;catalizador; platino;evolución del hidrógeno;curvas de polarización;impedancia electroquímica
