Síntesis de una membrana de intercambio protónico a partir del copolímero vinil acetato-Éster acrílico, para celdas de combustibles

Abstract

El propósito del presente trabajo es sintetizar y caracterizar membranas de intercambio protónico a partir de una resina del copolímero entre éster acrílico y vinil acetato para la evaluación de su desempeño. El proceso general de fabricación consiste en introducción de la carga inorgánica (dióxido de titanio) al copolímero, seguido de la preparación de las membranas en forma de láminas y posterior sulfonación de las mismas. Finalmente, se caracterizaron las propiedades físicas de las membranas preparadas y a partir de los resultados obtenidos se escogieron las membranas sulfonadas para evaluar su conductividad protónica, a través del estudio de espectroscopia de impedancia electroquímica en seco. Estas membranas presentaron un aumento en la capacidad de retención de agua de 55.21% y de 165.35% en la capacidad de intercambio iónico respecto a las membranas sin modificar, debido a la presencia de grupos sulfónicos en la cadena polimérica que facilitan los mecanismos de transporte de protones dentro de la membrana. Se obtuvo que su conductividad protónica es 5.4 x 10-9 S/cm, la cual es similar a los resultados del estudio de espectroscopia de impedancia realizado en seco, reportados en otras investigaciones. La conductividad protónica obtenida puede ser mejorada si se hidrata la membrana previamente al análisis de impedancia; por lo anterior, y considerando el conjunto de propiedades que dicha membrana exhibe, se considera que el polímero sulfonado tiene potencial en el área de las celdas de combustible de membranas de intercambio protónico.