Qumica y Ciencia de los Materiales

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Química y Ciencia de los Materiales

• Ignacio González Martínez

4 . Octubre . 2007
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Baterías Secundarias y Celdas de combustible en
la Industria Aeroespacial
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Celdas Utilizadas en la Industria Aeroespacial

• Celdas de Níquel-Cadmio
• Celdas de Combustible
• -Celda PEMFC
• -Celda SOFC
• Celdas de Níquel-hidrógeno
• Celdas de Litio
• Celda de Sales Fundidas (Na-S)

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Celda Galvánica
Ec
Trabajo Eléctrico
Ea
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(No Transcript)
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Batería Alcalina de Ni-Cd
Sistemas Satelitales y vehículos espaciales
Estudio de las aleaciones Ni5Cd21 como
electrodo negativo
Efecto de Memoria
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Celda de Combustible PEM
Generadores en vehículos espaciales
Aleaciones de Pt-Pd o Ir
Cinética de O2 lenta
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Celda de Combustible SOFC
Asistencia en la etapa de Lanzamiento y fuente de
energía auxiliar en vehículos espaciales
Electrodos Ni-SaCe
Materiales que disminuyan temperatura de
operación
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Batería Ni-H2
Sistemas de almacenamiento en estaciones espacial
es
Almacenamiento de H2 en los materiales de
electrodo

• Electrodos Ni-LaMg12/Mox así como
• NixMnyAlzCo1-z

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Batería de Litio
Vehículos espaciales Sistemas satelitales
Pérdida de capacidad
Estudio de Aleaciones como Li1-xNaxV3O8 como
electrodos negativos
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Batería Sales Fundidas (Li-S)
Asistencia en la etapa de lanzamiento
Operación a altas temperaturas
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Características Sistemas deAlmacenamiento
13
Características Sistemas deAlmacenamiento
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Materiales Aeroespaciales

• Compositos de fibra de carbono
• Cerámicos
• Compositos de matriz metálica
• Aleaciones de Aluminio y/o Titanio
• (e.g. AlLi, Ti-TiB2, Ti-6Al-4V)
• Óxidos

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Propiedades del Titanio y sus aleaciones

• Alta resistencia a la corrosión
• Dureza
• Baja Densidad
• Alta fuerza específica
• Larga vida a fatiga
• Resistencia a la fractura

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Titanio

• 2 polimorfos fases alotrópicas a y b
• Aleaciones a-Ti y b-Ti, e.g. Ti-6Al-4V
• 6 de Al para la estabilización a
• 4 de V para la estabilización b
• Esta aleación ofrece la posibilidad de variar las
  propiedades físicas y mecánicas durante el
  procesamiento termo-mecánico.
• Recipientes para almacenar He (altas presiones)
  en plataformas de lanzamiento satelitales.

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Electroformado

• Una de las mejores alternativas para producir
  formas complejas en materiales avanzados usados
  en aviones y la industria aeroespacial.

Esquema de un sistema de maquinado electroquímico
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Anodización
Sección transversal de una película de óxido de
aluminio, Al2O3. a baja (3,500, izquierda) y
alta (40,000, derecha) resolución.
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Conclusiones

• Las propiedades de los materiales son altamente
  dependientes del tipo de enlace químico y sobre
  todo de la estructura del material.
• El desarrollo de nuevos materiales es un campo
  inter- y multidisciplinario de una amplia gama de
  disciplinas.