INVESTIGADORES
REINAUDI Luis
congresos y reuniones científicas
Título:
Simulación computacional de difusión de hidrógeno en membranas de celdas de combustible
Autor/es:
MARÍA CECILIA GIMÉNEZ; LUIS REINAUDI; ELIZABETH SANTOS
Lugar:
Merlo - San Luis
Reunión:
Congreso; 100º Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina; 2015
Institución organizadora:
Asociación Física Argentina
Resumen:
Debido a las limitaciones de los combustibles fósiles, hoy en día se hace imprescindible el estudio de fuentes deenergía renovables (como la eólica, la energía solar, etc.). Un rol muy importante en la obtención y almacenamientode estas energías lo cumplen las celdas de combustible. Las mismas consisten en la utilización del oxígeno y elhidrógeno molecular, para formar agua y obtener energía a partir de dicha reacción. El oxígeno se puede obtenerdel aire y el hidrógeno, a partir de las fuentes de energía renovables antes mencionadas. Esta reacción se produceen las denominadas celdas de combustible, que contienen superficies (en muchos casos metálicas) que sirven comocatalizadores donde se producen la adsorción, difusión y reacciones químicas de los componentes involucrados.Otra parte importante de las cedas de combustible son las membranas que separan los subsistemas en los queocurren los diferentes procesos. En particular una de ellas permite la difusión de los protones (H+) entre el cátodoy el ánodo.En el presente trabajo, se estudia, mediante el método de Monte Carlo dinámico, la difusión de partículas enmembranas, las cuales representarían los iones H+ a través de las membranas de las celdas de combustible. Elprograma consiste en partículas difundiendo como caminantes aleatorios en un retículo cuadrado. Eventualmente,en el camino puede haber obstáculos, formados por islas de partículas de otra especie, las cuales representaríanla porosidad de la membrana.El sistema consiste en una red cuadrada de L × L y los protones están representados por partículas quedifunden moviéndose cada una a uno de sus cuatro primeros vecinos, con una velocidad v1 en la dirección haciaarriba y una velocidad v2 = 1s^(−1) en las otras tres direcciones. En el sistema se supone que las partículas ingresanpor abajo y pueden desaparecer saliendo por arriba o por abajo, con condiciones de contorno periódicas en ladirección horizontal.Las membranas utilizadas pueden tener distintos valores de θ_membrana, que indican la fracción de espacio queestá ocupada por partículas fijas de otra especie. Este cubrimiento de membrana fue simulado previamente con unMonte Carlo canónico e interacciones atractivas entre las partículas, para favorecer la formación de islas. Durantelas simulaciones de difusión de hidrógeno estas partículas están fijas.