Patent BR-0301414-A (BR)
Title: Sistema de suporte a catalisador para células a combustìvel de parede porosa de carbono opcionalmente protegida
Inventor: BAMBACE LUIS ANTONIO WAACK
IPC: H01M6/44
Filed: 2003-05-14
Abstract: "SISTEMA DE SUPORTE A CATALISADOR PARA CéLULAS A COMBUSTìVEL DE PAREDE POROSA DE CARBONO OPCIONALMENTE PROTEGIDA". Caracterizado pelo uso como suporte de carga secundária ou principal de catalisadores de tubos carbono de parede porosa, em que opcionalmente se protege a parede de carbono dos tubos através do seu revestimento com uma camada porosa de polímero resistente ao ambiente de trabalho, camada de proteção opcional esta que tem seus poros de tamanho muito menor que os da parede de carbono obstruídos com um metal auxiliar ou o próprio catalisador, para garantir a proteção do carbono. Para esta obstrução de poros pode-se usar, entre outros: rutênio ou níquel, aço inoxidável, ou sais especiais como hexacianoferratos, hexacianoniquelatos, cianato de rutênio e oxinitretos. Os processos de fixação do catalisador no caso de presença da camada de polímero serão escolhidos de modo que não haja deposição de catalisador ou seus precursores no polímero de proteção, mas apenas deposição no material condutor de preenchimento dos poros. O SISTEMA DE SUPORTE A CATALISADOR PARA CéLULAS A COMBUSTìVEL DE PAREDE POROSA DE CARBONO OPCIONALMENTE PROTEGIDA também é caracterizado por ter superfície externa hidrófoba e por porosidade suficiente, em suas paredes de carbono, para transporte adequado do reagente gasoso da zona externa para o seu interior. Sua superfície externa hidrófoba pode ser obtida através da aplicação de grãos de teflon por caldeamento ou aglutinação com teflon fundido aprisionado em negro de fumo, ou confecção de cordoalhas mistas com fios hidrófobos de poliéster e os microtubos de carbono de parede porosa, catalisador e eventual tratamento interno, ou ainda as características da região externa podem ser garantidas pelo aprisionamento de pós de material hidrófobo por meio de operações similares a filtragem. Com isso obtém-se tecidos finais ou camadas finas que face a sua habilidade de conduzir corrente elétrica nos sentidos transversal e longitudinal e de transportar reagente líquido por dentro dos tubos e gás por fora dos tubos, permite a execução de vários arranjos de difusores para células a combustível de membrana polimérica, bem como de vários arranjos de sistemas de catálise que envolvam um reagente líquido e outro gasoso. Com este sistema pode-se viabilizar o uso de novas técnicas em reatores químicos, como por exemplo a convecção eletrocapilar em células a combustível. O SISTEMA DE SUPORTE A CATALISADOR PARA CéLULAS A COMBUSTìVEL DE PAREDE POROSA DE CARBONO OPCIONALMENTE PROTEGIDA também é caracterizado pelo uso de fios de polímeros de baixo diâmetro, como seda, raion, microfibras de náilon, PHB, PGA, em fios isolados ou tecidos prontos, misturados ou não a fios de tecidos hidrófobos e inertes, como base para o processo de deposição de camada porosa de um polímero passível de transformação em carbono, como por exemplo acrílico, seguida da dissolução do polímero da fibra, transformação em fibra de carbono da camada porosa de polímero, aplicação opcional por capilaridade de soluções para deposição da camada polimérica porosa de proteção, aplicação do material de obstrução apenas dos poros de menor diâmetro do polímero de proteção se presente, e por fim aplicação do catalisador. O processo de fabricação do SISTEMA DE SUPORTE A CATALISADOR PARA CéLULAS A COMBUSTìVEL DE PAREDE POROSA DE CARBONO OPCIONALMENTE PROTEGIDA é caracterizado pela aplicação da camada porosa de polímero, como por exemplo acrílico ao fio base por passagem com velocidade adequada do fio em uma solução de polímero de concentração adequada, com o eventual apoio de pó do polímero base do fio na formação dos poros, pó este que poderá estar presente na solução ou aderido por capilaridade à parede do fio. Com estes artifícios, controla-se a porosidade total da parede do tubo e o tamanho e número de poros. Garante-se assim as condições ideais de troca de reagentes entre as regiões internas e externas do microtubo.