Materiales alternativos para los electrodos de las pilas de combustible
Las pilas de combustible con membrana electrolítica de polímero operadas a alta temperatura (HT-PEMFC), que generan electricidad a partir del hidrógeno mediante el reformado de gasóleo o de metanol, han suscitado un interés notable. Merced a su rango de temperatura operativa más elevado —normalmente entre los 150 y los 180 °C—, permiten utilizar reformadores combinados de menor tamaño y precio. Se logró integrar un generador a base de HT-PEMFC en un vehículo propulsado por combustibles líquidos habituales, entre ellos la gasolina y el metanol. En el marco del proyecto ARTEMIS(se abrirá en una nueva ventana) (Automotive PEMFC range extender with high temperature improved MEAs and stacks), financiado por la UE, se avanzó en este tipo de apilamiento de HT-PEMFC, caracterizada por una temperatura operativa mínima de 130 °C y destinada a aplicaciones automovilísticas. Se desarrollaron materiales alternativos para CEM que se integrarán en un apilamiento eléctrico de HT-PEMFC de 3 kW. Los CEM se basan en membranas fabricadas con fibras sintéticas de punto de fusión elevado y capas catalíticas optimizadas. Estas últimas requieren menor carga, son muy eficientes a alta temperatura y resisten mejor el efecto de contaminantes como el monóxido de carbono. Tras fabricar CEM a partir de materiales de referencia disponibles en el mercado, el equipo del proyecto ARTEMIS integró paulatinamente en los CEM los nuevos componentes desarrollados a fin de evaluar su compatibilidad. Se definieron protocolos específicos para caracterizar y validar materiales y componentes. Quedó demostrado que los nuevos materiales ligeros mantenían su resistencia mecánica, su estabilidad química y su conductividad. A continuación la labor se centró en desarrollar membranas de polímero con elevado dopado químico, así como soportes y catalizadores anódicos y catódicos capaces de soportar temperaturas de entre 150 y 180 °C. Se consiguió reducir de manera importante las cargas de catalizadores metálicos del grupo del platino en comparación con las utilizadas actualmente en las HT-PEMFC. En el ámbito del proyecto ARTEMIS se abordaron los aspectos problemáticos planteados por las aplicaciones automovilísticas de las pilas de combustible, pero esta labor también beneficia significativamente a otros campos como el de los vehículos especializados, la generación distribuida de energía e incluso las unidades de procesamiento acelerado. Los futuros trabajos de investigación y desarrollo comprenderán demostraciones en CEM y en apilamientos, tanto a nivel de subsistema como de sistema.
