LENERSE, Laboratorio de
Energías Renovables del Sureste
Dra. Mascha Smit, Marzo 2011
contenido
• LENERSE– Proyecto– Subproyectos
• CICY
– Formación de recursos humanos• Bacholor’s students• Master’s program• Doctorate program
Antecedentes
• Economía Mexicana depende del petróleo• Tradionalmente poco interés ER• Recientemente ‘prioridad’• Sin embargo, sin impacto en mercado
energético: – Falta de políticas públicas adecuadas– Falta de desarrollo de tecnología propia– Falta de empresas– Falta de recursos humanos– Actividades aisladas, ej investigación
• Requiere sinergía• Requiere ciencia y tecnología propia• Requiere transferencia de tecnología• Requiere políticas adecuadas• Requiere recursos humanas• Requiere enfoque multidiscipliario
Perspectiva
La Península de Yucatán tiene:• un potencial solar promedio de 5-6 kW hr m2/día • un potencial estimada para generación eólica
costera de 1000 MW• High bioproductivity
• Impulsar la implementación de las energías renovables en la región Sureste, mediante el desarrollo de tecnologías, la investigación científica, la vinculación con el sector privado y la formación de recursos humanos.
Misión LENERSE
Estructura
• El proyecto se maneja en subproyectos (SP’s), – SP1: Coordinación de red y laboratorio– SP2. Energía Solar– SP3. Energía Eólica– SP4. Almacenamiento de energía– SP5. Celdas de combustible – SP6. Sistemas Integrados
• Subcoordinadores• Mínimo 2 institutos participantes
Participantes:
• CICY (Yucatán)
• Cinvestav-Mérida (Yucatán)
• FI-UAdY (Yucatán)
• ITCancún (QRoo)
• UQRoo (QRoo)
• UnACar (Campeche)
• ITCampeche (Campeche)
• UJAT (Tabasco)
ServiciosFormación recursos humanos
RED DE PARTICIPANTESCicy, Cinves, Fi-Uady, UQroo, ITCan,
ITCam, Unacar, Unicar, UAJT
Lab. LENERSE
infraestructura conjunta
DesarrolloInvestigación
EMPRESAS
SP1 Coordinación
SP2 Solar
SP3 Eólica
SP4 Producción H2
SP5 Celdas
SP6 Integrados
Pagina web
• http://www.lenerse.com.mx/ • Oficina virtual• Pensado como fuente de información de ER’s
de la región:– Información general proyecto– Servicios– Información institutos participantes– Información empresas de la región– Links (ej. ANES, SENER, SMH, DoE…)
SP2 - Energía Solar
• Coord.: J.L. Peña Chapa, Cinvestav• Participan: Cinvestav, FI-UAdY• Actividades:
– Desarrollo celdas fotovoltaicos de película delgada– Escalar– Producir minipaneles
ESCALAR DE 1 cm2 a 7x10 cm2
SP3 - Energía Eólica
• Coord.: J. Hernández, UQRoo• UQRoo, FI-UAdY, ITCam• Actividades:
– Integrar red de monitoreo del recurso eólico en la Península para desarrollar mapas eólicos confiables
– Estudiar tecnologías actualmente disponibles para aprovechamiento de energía eólica en condiciones de la región.
– Establecer laboratorio de energía eólica– Capacitación
SP4 Almacenamiento de energía
• Coord.: L.C. Ordoñez, CICY
• CICY, ITCan, UnACar
• Actividades:- Electrolisis en celdas PEM- Electrolisis biocatalizada- Fotoelectrolisis- Supercondensadores- Membranas para purificación gases
Supercapacitor
Capacitancia doble capa Pseudocapacitancia
• Condensador electroquímico• Capacitancia ordenes de magnitud mayor que
convencional
Electrodos carbono-polímero electroconductor
Figura 6. Imágen SEM de C-PPy-Co.
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0-0.004
-0.002
0.000
0.002
0.004
Corr
iente
(i/A
)
Potencial (V) vs ESC
Carbon C-PPy C-PPy-Co
5mV/s
Figura 4. Voltamperograma de carbon, C-PPy y C-PPy-Co, a 5 mV/s en 0.5M H2SO4.
Capacitancia específica
• C=dQ/dV
• Cesp = C/m
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 16000.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0 MesoC MesoC/PANI MesoC/PPy MesoC/PT MesoC/P3MT
Pote
ntial / V
time / s
0 20 40 60 80 1000
20
40
60
80
100
Spe
cific
cap
acita
nce
/ F. g
-1
Applied current density / mA .cm-2
MesoC MesoC/PANI MesoC/PPY MesoC/PT MesoC/P3MT
SP5 Celdas de Combustible
• Coord.: J.Y. Verde , ITCan
• ITCan, CICY, UNACar
• Actividades:– Celdas PEM (hidrógeno)– Celdas de etanol– Catalizadores– Membranas electrolíticas– Stacks (prototipos)
CELDAS DE COMBUSTIBLE tipo PEM
Ensamble
• EME o MEA: membrana electrolítico con electrodos (difusores de gas y capa catalítica)
Optimización ensambles
No. MEAs Suport Solvent Hot Pressing conditions
Spraying 7 Carbon paper and cloth
Isopropanol, acetone, water
4000pounds, 4min and 120°C 0.2580.092
Dropping 14Carbon paper
and clothIsopropanol
334 to 1000pounds, 1.5 to 5min and 120°C
0.3260.159
Screen Printing 4Carbon paper
and clothIsopropanol
1000pounds and 4000lb, 1.5, 3 and 4min, and 120°C
0.3350.147
Deposit Method
Generals conditions Maximum
powerMinimum
power
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0
200
400
600
800
1000
1200
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Pote
ncia
, mW
/cm
2
Pote
ncia
l, m
V
Densidad de corriente mA/cm2
Comparacion de método de depósito a 1000lb y 1.5min
Goteo, i-vAerografía, i-vSerigrafía i-vGoteo, potenciaAerografía,PotenciaSerigrafía, potencia
Platos bipolares
Nuevo diseño PP’s
Catalizadores poliméricos
• Polimeros electroconductores con actividad electrocatalítica
• Para reemplazar platino• Ej polipirrol-cobalo soportado sobre carbono
Carbono Vulcan C-Ppi-Co
Desempeño reducción O2
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.00
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
b)Current density (A/cm2)
Cel
l voltag
e (V
) C-Ppy-CoC-Ppy-Co-PtC-Ppy-Pt
a)
C-Ppy-CoC-Ppy-Co-PtC-Ppy-Pt
Pow
er d
ensi
ty (W
/cm
2 )
Current density (A/cm2)
-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
-6
-4
-2
0
2
4
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
NitrogenOxygen
i(mA
/cm
2 )
i(mA
/cm
2 )
a) C-Ppy
NitrogenOxygen
b) C-Ppy-Co
NitrogenOxygen
c) C-Ppy-Co-Pt
NitrogenOxygen
E(NHE)/VE(NHE)/V
d) C-Ppy-Pt
Celda reversible
• Una celda funciona como electrolizador y como celda de combustible
• Requiere nuevos catalizadores y material soporte
SP6 Sistemas Integrados
• Coord: J. Mendez, FI-Uady
• FI-UAdY, UJAT
• Actividades:– Sistemas de control– Edificios inteligentes– Eficiencia energética
Sistemas integrados…
Estudiantes Licenciatura
• de diferente nivel– Servicio social– Practicas profesionales– Tesis
• de diferentes institutos– Inst. Tecn. Mérida– Univ. Auton. de Yucatán– Private Universities (Marista, Modelo)– Univ. Politécnica Chiapas– Univ. Chapingo
Proyectos demostrativos
Doctorado interinstitucional
• Inicia septiembre 2011
• con institutos del LENERSE– cumplir requisitos PNPC– 4 institutos participantes (4 sedes )– basar en Maestría en Ciencias en Energía Renovable del CICY
• 3 líneas de investigación:– Solar y eólica– Bioenergía– Tecnología del hidrógeno
Concluyendo…
• El LENERSE es un proyecto único en el país por su multidisciplinaridad, colaboración entre institutos de diferentes estados y enfoque integral
• Educación y formación de recursos humanos es parte crucial del proyecto
Unidad de Energía Renovable
Gracias!
Mayor información:
Dra. Mascha Smit
Tel 9428330 ext 322