Tesis doctoral de Nuria Torres Herrero
En los últimos años se está llevando a cabo un extenso desarrollo en el campo de los sistemas inteligentes para aplicaciones portátiles, como aquellos basados en el uso de microsistemas inalámbricos para ambientes inteligentes. Estos sistemas inteligentes están fabricados generalmente en silicio utilizando las tecnologías de microfabricación estándar y se componen de diferentes partes como microsensores y microactuadores provistos de diversas microestructuras. Para proporcionar cierta autonomía a estos microsistemas se propone integrar una microfuente de alimentación. en este contexto, las micropilas de combustible de metanol directos basadas en tecnología de silicio se presentan como una buena oportunidad de integrar la fuente de alimentación junto con el resto del microdispositivo, lo que es un punto clave mirando al coste de fabricación de un sistema completo. el objetivo general de la presente tesis doctoral ha sido demostrar la viabilidad de las técnicas de microfabricación estándar para el desarrollo de una micropila de combustible completamente basada en tecnologías de silicio. Previamente a la fabricación de la micropila de combustible monolítica, se ha fabricado y caracterizado un dispositivo híbrido compuesto por unos colectores de corriente fabricados en silicio y una membrana polimérica comercial (nafion), para que sirviera como demostrador de la viabilidad del nuevo dispositivo propuesto, obteniéndose resultados prometedores. Las membranas de nafion deben estar hidratadas para su correcto funcionamiento, pero sufren cambios volumétricos al hidratarse y deshidratarse, por lo que no son compatibles con las tecnologías basadas en silicio. Estas incompatibilidades nos han llevado al desarrollo de una micropila fabricada en un solo chip de silicio, mediante el desarrollo de un material, como es el silicio poroso, para sustituir las membranas poliméricas convencionales. esta fabricación monolítica ha hecho posible por un lado eliminar las incompatibilidades de integración de la membrana polimérica con el resto de los componentes fabricados en silicio y por otro lado ha permitido una miniaturización del microdispositivo final, puesto que al haber fabricado el dispositivo en un solo chip, no se necesitará ninguna pieza externa para mantener unidas las piezas del mismo. Además de la membrana también se ha trabajado durante este trabajo en el desarrollo de una nueva tecnología basada en el depósito y estampado de una resina fotosensible y electrodepositable que se ha utilizado para diseñar los colectores de corriente metálicos depositados justamente sobre la membrana de silicio poroso que se rellena con nafion que funcionará como intercambiador de protones.
Datos académicos de la tesis doctoral «Micropilas de combustible monolíticas basadas en silicio poroso«
- Título de la tesis: Micropilas de combustible monolíticas basadas en silicio poroso
- Autor: Nuria Torres Herrero
- Universidad: Barcelona
- Fecha de lectura de la tesis: 25/11/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Joaquin Santander Vallejo
- Tribunal
- Presidente del tribunal: javier Gracia gaudo
- angel Rodriguez Martinez (vocal)
- (vocal)
- (vocal)