En los últimos 10 años, se ha desarrollado el dispositivo denominado Celda de combustible regenerativa unificada, (URFC por sus siglas en ingles). Ésta consiste en una celda electroquímica que funciona como un electrolizador y una celda de combustible tipo membrana intercambiadora de protones (PEM por sus siglas en ingles). En dicho dispositivo se puede generar y almacenar alternativamente energía eléctrica. Estas URFCs han sido diseñados y desarrollados para una variedad de aplicaciones, por ejemplo: en aviones recargables con energía solar (SRA), para alimentar a los denominados vehículos de cero emisión (ZEVs), sistemas de almacenamiento de energía hibrido/propulsión para naves espaciales, etc. Una de los problemas a resolver más importantes, en este tipo de dispositivos, lo constituye el diseño de un electrodo de oxígeno para ser usado en el electrolizador, debido a que es intrínsecamente diferente al que se utiliza en una celda de combustible; ya que el electrodo empleado para realizar la reacción de descomposición del oxígeno, en un electrolito polimérico dentro de la celda de combustible, requiere de un difusor que es hidrofobizado, usualmente se utiliza tela de carbón. Sin embargo, dicho difusor no puede ser usado en la URFC debido a que el carbón tiende a corroerse a potenciales elevados en el lado del electrodo de oxígeno durante la operación como electrolizador. Además de que el difusor debe tener un balance apropiado entre las propiedades hidrofóbicas e hidrofílicas para ambas celdas como electrolizador y celda de combustible. En general se ha observado que para la reducción del oxígeno los materiales como el Pt, Pt-M (M: Ir, etc.), M1-M2 (Mi: Pt, Co, Mo, Ni) son adecuados. Estos mismos, no pueden ser utilizados a potenciales anódicos en soluciones ácidas (evolución del oxígeno), con excepción de los metales nobles, debido a que sufren un proceso de corrosión muy fuerte. El principal objetivo de este proyecto es la obtención de un material electrocatalitico bifuncional, basado en metales de Ir, Ru y Pt, elaborados mediante las técnicas de precipitación y sol-gel, que permita realizar la reacción redox del oxigeno. Para ello, se ha encontrado que mediante el análisis de las relaciones combinatorias, es posible formar un compuesto ternario que cumpla con dichas características electrocataliticas deseables para la reacción redox del oxigeno. Así mismo, se realizaran los ensambles correspondientes, con el fin de determinar su funcionalidad en media celda. También, como producto realizado en este proyecto se concluirán el trabajo de investigación dos estudiantes de posgrado, que actualmente se encuentra realizando programa de doctorado. Se espera producir, al menos tres artículos de investigación para revistas de circulación internacional de alto factor de impacto. Y la difusión de estas investigaciones en congresos nacionales e internacionales.

. El desarrollo de materiales electrocataliticos es un línea de investigación que esta cobran día con día mayor interés, por diversos grupos. Especialmente por el gran desarrollo que ha tenido la construcción de celdas de combustibles y electrolizadores tipo PEM. El principal obstáculo, para la comercialización a gran escala de estos dispositivos, es el empleo del platino, el cual es muy costoso y del cual hay pocas reservas mundiales. Por lo que es muy recomendable su substitución o al menos reducir las cantidades que se emplean en la construcción de estos dispositivos. Por lo que el propósito de esta investigación se centra en el desarrollo de materiales electrocataliticos que permitan el avance de los sistemas que utilizan la membrana intercambiadora de protones PEM, especialmente para el desarrollo de dispositivos como la URFC; mejorando la eficiencia de vida de ellos. Para ello, se realizaran la preparación y caracterización de los materiales electrocatalíticos adecuados, basado en un estudio combinatorial de metales nobles. Para ello serán empleados métodos como la impregnación y el sol-gel, los cuales son muy convenientes y económicos, para la formación de materiales electrocataliticos. La originalidad de la presente propuesta radica esencialmente en el empleo de dichos métodos para la preparación de los materiales electrocataliticos. Ya que implica el desarrollo de una serie de procesos y utilización de reactivos que no han sido reportados por diversos autores que trabajan en el tema. Entonces dicha originalidad radica principalmente en el desarrollo experimental de estos materiales. Así mismo, a pesar que los estudios combinatoriales entre estos tres metales han sido reportados, como posibles ternarios, no ha habido evidencia experimental que ratifique su formación. Por lo que parte de la originalidad radica en ello. Así mismo, el estudio que se llevará acabo, aportará al buen uso de una de las energías renovables futuras para la elaboración uso, en forma más económica y limpia del combustible Hidrogeno.