Propuesta de construcción de pila de pila AFC casera: Se trata de

Propuesta de construcción de pila de pila AFC casera:
Se trata de conseguir producir la reacción electroquímica de manera económica y
sencilla para obtener energía a partir de hidrógeno y oxígeno. Para ello se fabricarán
dos cavidades separadas por una matriz de NaOH, como elemento catalizador se
utilizará una rejilla de acero inoxidable, cada una de las cavidades se rellenará con
carbón activo humedecido en NaOH, en cada cavidad un electrodo de acero inoxidable
que atraviesa la misma haciendo contacto con la rejilla que protege la matriz del NaOH,
serán los elementos encargados de conducir el flujo de electrones de ánodo a cátodo.
Nota: El hidrógeno y el oxígeno han de tener un grado de pureza alto ya que ni no es
así la pila se deteriora, en especial al entrar el electrolito en contacto con el CO que
contiene el aire atmosférico.
Consideremos el siguiente punto de vista:
Tenemos una celda con sus dos cavidades separadas por una matriz de NaOH (aislante
electrónico), estas cavidades se encuentran rellenas de carbón activo, éste ha de ser
conductor eléctrico, a su vez está en contacto con los electrodos, tal cual se muestra
en la imagen.
Celda de combustible AFC casera
Al aplicar una diferencia de potencial, todo el carbón activo de la cavidad anódica y de
la cavidad catódica se convierten en dos electrodos con un área superficial
considerable.
"Un solo gramo de carbón activado puede poseer áreas superficiales de 500 m²",
aunque hay que analizar si el NaOH mezclado con el agua se puede introducir en todos
los microporos o solo se queda en la superficie, en cuyo caso se tendrán que investigar
líquidos capaces de conducir iones cuya tensión superficial sea menor que la de la
disolución utilizada. Bien, al aplicar la diferencia de potencial, en primera instancia se
crean en el interior de las cavidades y por todo el área de contacto del electrolito miles
de pequeñas burbujas de oxígeno e hidrógeno, al retirar la energía que produce la
electrólisis, se revierte el sistema, de tal manera que la celda entrega energía.
De confirmarse esta teoría es posible hacer un sistema de recuperación de energía
para vehículos híbridos, e incluso se mejorar el rendimiento de las pilas de combustible
utilizadas en vehículos de hidrógeno.
Los materiales utilizados son los siguientes:
Como se puede observar, todo el material se puede encontrar fácilmente.
Material utilizado
Juego de piezas de PVC ,si el experimento funciona, para obtener un mayor
rendimiento el sistema alcanzaría una temperatura de unos 90 grados centígrados, por
lo que las piezas se construirían de cerámica.
Juego de piezas de PVC
Tubos y manguera de interconexión de gases, si el experimento funciona se
modificaría el material de construcción.
Tubos y manguera de interconexión de gases
Esponja para la construcción de la matriz contenedora, será necesario experimentar
con distintos materiales ya debido a que la resistencia, a la temperatura, a la capacidad
de retención de la mezcla del NaOH con el agua destilada según la concentración de la
disolución y a la característica corrosiva del NaOH.
Esponja para la construcción de la matriz contenedora
Lana de acero inoxidable para la construcción e la malla, modificable según
concentración del electrolito.
Lana de acero inoxidable
Carbón activo conductor electrónico, que ha de ser lo mas conductor posible y del
tamaño de los poros que se ajuste a las propiedades del electrolito.
Carbón activo conductor electrónico
Cola para de unión de piezas de PVC.
Cola para PVC
Agua destilada sin aditivos.
Agua destilada
NaOH utilizado normalmente en el mundo de la electrónica para revelado fotográfico
en procesos de construcción de placas de circuito impreso.
NaOH
Construcción:
Para ensamblar todas las piezas una vez mecanizadas, primero se introducirá la matriz
empapada en NaOH, en la pieza separadora de las cavidades. Posteriormente se
introducirán las cavidades presionando ligeramente la matriz, a continuación las
rejillas de acero unidas a los electrodos, y por último se colocarán los cierres de la pila.
Una vez que se encuentra ensamblada la celda, se introducen los gases por los tubos
de entrada de gas situados en la parte inferior, mientras que por la parte superior el
gas sobrante es reciclado o introducido en la siguiente celda, entre los electrodos
obtenemos un nivel de tensión y una corriente proporcional al área de contacto de la
interface gas, catalizador, electrolito.
Al utilizar carbón activo (conductor), se aumenta considerablemente la superficie de la
interface, aumentando de este modo la eficacia de la pila y reduciendo el tamaño.
Una ventaja de esta pila es la reversibilidad, ya que si se introduce una diferencia de
potencial entre ánodo y cátodo, se produce hidrógeno y oxígeno por electrólisis.
Una vez ensamblada la celda tiene el aspecto de la imagen:
Montaje celda experimental AFC con NaOH