Evaluación de una membrana de intercambio protónico a partir de copolímero éster acrílico y estireno para su aplicación en una celda de combustible

Abstract

En el presente trabajo de grado se sintetizaron membranas de intercambio protónico a partir de una resina de éster acrílico y estireno para la aplicación en celdas de combustible. Las propiedades de las membranas fueron modificadas a partir de la reacción de sulfonación y adición de dióxido de titanio. Ensayos de absorción de agua, capacidad de intercambio iónico, estabilidad oxidativa y análisis térmico fueron aplicados para caracterizar las membranas preparadas. De los resultados obtenidos se concluye que las membranas sulfonadas – cargadas con TiO2 presentan mejores características fisicoquímicas, siendo la capacidad de intercambio iónico de 0.53 meq/g, la retención de agua de 25.8% y resistencia a la tracción de 4.63 MPa, lo cual confirma que la introducción de grupos sulfónicos mejora las propiedades mecánicas, mientras que la presencia de dióxido de titanio aumenta la captación de agua y el intercambio protónico. Considerando los resultados de la caracterización, se determinó la conductividad protónica de este tipo de membranas por el método de impedancia electroquímica bajo condiciones secas, su valor de 6.42x10-7 S/cm es similar al registrado por otras investigaciones. Por lo anterior, las membranas sulfonadas – cargadas con TiO2 representan una alternativa de estudio avanzado para aplicaciones como membrana de intercambio protónico.