Desarrollo de compuestos de epóxido y grafito expandido para placa bipolar de celda de combustible.

Abstract

Las celdas de combustibles de hidrógeno y aire son una alternativa prometedora frente a los combustibles fósiles. Una parte fundamental de estas celdas son las placas bipolares que deben cumplir con buenas propiedades mecánicas y de conductividad eléctrica. Los materiales con que se elaboran las placas bipolares son de gran importancia para las propiedades que estas presenten. El presente proyecto se enfoca en la obtención de un compuesto que pueda ser empleado como placa bipolar basado en los requerimientos establecidos por normativas internacionales. Se divide en tres etapas: Primero, el estudio y determinación del procedimiento para la elaboración de placas bipolares mediante estudio bibliográfico y experimental, segundo, determinación de tipo de relleno secundario y composición en la que presente la mejor conductividad eléctrica, y finalmente, la determinación de la composición óptima de resina – grafito que brinde los mejores resultados en las propiedades eléctricas y mecánicas del compuesto. Se comparan las conductividades eléctricas de nano-láminas y negro de carbono como refuerzos secundarios. Una combinación 10% en peso de negro de carbono en una mezcla de 40% grafito – 60% resina epóxica, presenta los mejores resultados con una conductividad de 3,05 10 -2 S/cm. Se estudia la influencia del contenido de grafito usando grafito expandido como refuerzo principal en las propiedades eléctricas y mecánicas de flexión y tracción en composiciones que variaron del 40% al 70%, donde se requirieren elevadas concentraciones de grafito para obtener altas conductividades eléctricas, pero disminuyen las propiedades mecánicas y se complica la manufactura. Para la elaboración de estos compuestos se empleó un mezclador de alta velocidad y se utilizaron materiales fácilmente comerciables como grafito expandible, resina epóxica EPON – 828, y el agente curante Epikure 3233.