El desarrollo y
evaluación de ionómeros de intercambio aniónico basados en
polisulfona cuaternizada como una alternativa viable al Nafion®,
un polímero perfluorosulfónico ampliamente utilizado
en aplicaciones de tecnología electroquímica de dispositivos de
generación y almacenamiento de energía, asi como en sensores. Dada la poca
disponibilidad reciente del Nafion® en el mercado mexicano, se hace
imperativo investigar nuevos materiales que puedan
cumplir funciones similares o incluso mejoradas, asegurando
la continuidad y la eficiencia de las tecnologías de
generación y almacenamiento de energía en el país.
La modificación de
polisulfona se llevó a cabo mediante un proceso de
cuaternización, fundamental para mejorar las propiedades de este
polímero y convertirlo capaz de transportar iones hidróxido. Este proceso
consiste en una reacción inicial en la que se utilizó para
paraformaldehído y cloruro de trimetilsilano, junto con tetracloruro
de estaño como catalizador. Esto permitió la formación de grupos
clorometilo, los cuales son esenciales para la posterior cuaternización
del polímero. Una vez completada la reacción inicial, se
procedió a la cuaternización de la polisulfona modificada
utilizando trietilamina como agente nucleofílico. Este proceso
no solo introduce grupos cuaternarios en la estructura del
polímero, sino que también mejora significativamente sus
propiedades iónicas y su capacidad de intercambio aniónico. La
modificación de la polisulfona mediante cuaternización
con trietilamina está diseñada para aumentar la conductividad
iónica del material. Los ionómeros sintetizados al igual que el comercia,
fueron evaluados mediante técnicas electroquímicas para analizar su rendimiento
en la oxidación de etilenglicol. Esta evaluación es crucial, ya que la
oxidación del etilenglicol es un proceso clave en las celdas de combustible de
líquido directo, y la eficacia de los ionómeros en esta reacción determina su
viabilidad para aplicaciones energéticas. Durante las pruebas, se utilizaron
diversas técnicas electroquímicas, como voltametría cíclica y espectroscopía de
impedancia, para obtener información detallada sobre la actividad
electrocatalítica de los ionómeros y su capacidad para facilitar la reacción de
oxidación. Además, se llevó a cabo un análisis de la estabilidad de los
ionómeros frente a esta reacción electroquímica. La estabilidad es un factor crítico,
ya que los materiales utilizados en las celdas de combustible deben resistir
condiciones operativas exigentes sin degradarse.