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FP6

MOREPOWER — Resultado resumido

Project ID: 502652
Financiado con arreglo a: FP6-SUSTDEV
País: Alemania

Metanol rico en hidrógeno para pilas de combustible

Las pilas de combustible a base de hidrógeno han suscitado un interés muy extendido, al presentarse como la mejor alternativa energética ecológica a los combustibles fósiles, sobre todo para dispositivos portátiles compactos como automóviles, maquinaria de uso médico, grupos electrógenos auxiliares y cámaras de seguridad. En concreto, las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC), usadas de forma pionera en el programa Gemini de la NASA en la década de los años sesenta, están siendo objeto de desarrollo para numerosas aplicaciones como las mencionadas anteriormente.
Metanol rico en hidrógeno para pilas de combustible
Las PEMFC tienen una estructura similar a la de una esclusa por la que pasan embarcaciones y que separa a modo de barrera dos masas de agua, habiendo por encima un puente que comunica dichas masas. El hidrógeno se aproxima a la esclusa (el ánodo) y se separa en protones (iones de hidrógeno de signo positivo) y electrones. Los protones atraviesan la esclusa (una solución de electrólito dotada de una membrana) y pasan al otro lado (el cátodo), donde se conjugan con oxígeno y producen agua y calor. Ambas reacciones precisan de la intervención de catalizadores. Los electrones cruzan el puente (un circuito eléctrico) y, de este modo, suministran electricidad a dispositivos que funcionan con ella. Para obtener la potencia necesaria se juntan varias pilas en una serie o batería.

Actualmente muchas PEMFC funcionan con hidrógeno puro. Sin embargo, pese a que las pilas de combustible a base de hidrógeno se concibieron como solución a la crisis energética mundial, la utilización de hidrógeno puro ha planteado numerosos retos relacionados con su almacenamiento y procesamiento que han frenado su uso a gran escala.

Los investigadores del proyecto financiado con fondos europeos Morepower («Pilas de combustible de (m)etanol directas y compactas para aplicaciones portátiles») desarrollaron materiales y métodos nuevos con los que posibilitar el uso de metanol, rico en hidrógeno y disponible en abundancia, y también de etanol (aunque en menor medida) como fuente de combustible.

En concreto, los investigadores desarrollaron nuevas membranas de intercambio de protones que presentaban unas propiedades y un rendimiento superiores en comparación con las membranas de Nafion. Optimizaron las reacciones en el ánodo y el cátodo y lograron mejorar la actividad catalítica. Realizaron un gran número de experimentos y ejercicios que modelización hasta conformar un diseño novedoso de dispositivos de electrodos de membrana capaces de funcionar a temperaturas bajas en condiciones reales de flujo y presión. Por último, formaron dos baterías de prueba con una sola pila que produjeron 350 W de potencia funcionando con una solución de metanol de 1 Molar a 60 °C.

De este modo, se plantean oportunidades apasionantes para la utilización del metanol en pilas de combustible a base de hidrógeno. El metanol es, a temperatura ambiente, un líquido estable, biodegradable y producido en grandes cantidades que contiene más hidrógeno que ningún otro combustible líquido. Por consiguiente, atesora un gran potencial para espolear en un grado sin precedentes el mercado de las pilas de combustible a base de hidrógeno en Europa, una perspectiva que el equipo del proyecto Morepower se esforzó por promover.

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