Title

Acoplamiento de una celda de combustible nanofluídica con un microsistema lab-on-a-chip para la conversión y adecuación de energia

Author

CESAR RAFAEL FARIAS ZUÑIGA

Access level

Open Access

Summary or description

En los últimos años, las celdas de combustible microfluídicas sin membrana de flujo laminar (LM¿FFC por sus siglas en inglés) la cual está conformada por dos electrodos, un ánodo donde ocurre la oxidación de un combustible y un cátodo donde un agente oxidante se reduce (comúnmente oxígeno), han surgido como una solución prometedora para la demanda de energía de dispositivos de pequeña escala por ejemplo; computadoras portátiles, teléfonos móviles, sensores e implantes médicos. En el siguiente trabajo se presenta la evaluación fisicoquímica por medio de análisis SEM y difracción de rayos X y electroquímica por medio de voltamperometria cíclica e impedancia, realizada a dos tipos de difusores (nanoespuma de carbón y papel Toray) para electrodos de Pt y Pd de una LM¿FFC , así como la evaluación en celda completa alimentada con ácido fórmico como combustible y su optimizando de parámetros como estequiometria, molaridad y velocidad de flujo de inyección de combustible y oxidante. Dos tipos de difusores fueron evaluados resultando con mejor rendimiento el papel Toray, ya que debido a la estructura de éste fue más eficiente la técnica de impregnación de los catalizadores usados. La energía generada por la LM¿FFC requiere de un proceso de acondicionamiento para ser utilizada como fuente de alimentación, en éste trabajo se presenta la elaboración y evaluación de un microdispositivo elevador de voltaje acoplado a la celda. Resultando en un sistema integrado capaz de convertir energía química en energía eléctrica con la innovación de tener integrado una interfaz microelectrónica capaz de elevar y adecuar el voltaje a una aplicación comercial de bajo consumo eléctrico.

In recent years, laminar flow membranless microfluidic fuel cells (LM¿FFC by its acronym) which consists of two electrodes, an anode where oxidation of a fuel occurs and a cathode where an oxidant is reduced ( commonly oxygen) have emerged as a promising solution for energy demand of small-scale devices such as; laptops, mobile phones, sensors and medical implants. In this paper presents the evaluation physicochemical analysis by SEM and XRD and electrochemical through cyclic voltammetry and impedance, conducted two types of diffusers (nanofoam and Toray carbon paper) to electrodes of Pt and Pd for a LM¿FFC as well as the evaluation in complete cell fed with formic acid as a fuel and optimizing parameters such as stoichiometry, molarity and injection flow rate of fuel and oxidant. Two types of diffusers were evaluated resulting best performing the Toray paper, since due to the structure of this impregnation technique of the catalysts used was more efficient. The energy generated by the LM¿FFC requires a conditioning process to be used as a power source, in this work the development and evaluation of a micro lift coupled to the cell voltage occurs. Resulting in an integrated capable of converting chemical energy into electrical energy to innovation having a microelectronic integrated interface capable of raising and adjust the voltage to a commercial application of low power consumption system.

Publish date

November, 2015

Publication type

Master thesis

Information Resource

http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/909

Electrodes

Electrodos

Fuel cell

LM¿FFC

Microelectronic

Microelectrónica

Format

Adobe PDF

application/pdf

Language

Spanish

Source repository

MEJORA Y ADECUACIÓN DEL REPOSITORIO INSTITUCIONAL DE LA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE QUERÉTARO

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