Pilas de combustible de etanol a temperaturas intermedias
El etanol se ha convertido en un combustible de interés para utilizar en pilas de combustible de etanol directo (DEFC). Las pilas de combustible electroquímicas convierten la energía química del bioetanol en energía eléctrica, proporcionando así una fuente de energía limpia y muy eficiente para aplicaciones fijas y móviles. Gracias a la tecnología de las DEFC, no es necesario utilizar un prerreformador para producir hidrógeno in situ, evitando así el desperdicio de energía primaria, y resulta mucho más simple almacenar etanol que hidrógeno. Además, por su alta densidad energética, es un combustible ideal para utilizar en dichas pilas. No obstante, una dificultad importante que limita la comercialización práctica de las DEFC es la necesidad de desarrollar otros catalizadores que puedan iniciar la oxidación completa a altas velocidades. Al inicio del proyecto, no existía ningún sistema electrocatalítico capaz de producir doce electrones por molécula de etanol de forma eficiente. Ello complica la oxidación electroquímica del etanol pues aumenta significativamente la cantidad de productos intermedios de reacción. Para corregir esta situación, se puso en marcha el proyecto financiado por la Unión Europea DECORE (Direct electrochemical oxidation reaction of ethanol: Optimization of the catalyst/support assembly for high temperature operation (DECORE)), en el que se prepararon soportes y nanocatalizadores que no habían sido utilizados hasta ahora como componentes de los ánodos de las DEFC. La estrategia utilizada en DECORE se basa en mejorar la selectividad hacia la oxidación completa del etanol con la temperatura. En base al oxicarburo de titanio, los soportes desarrollados recientemente permiten sortear los problemas asociados a los soportes de carbono tradicionales, a temperaturas de 150 a 200°C, como la corrosión del propio soporte. Además, disponen de suficiente conductividad eléctrica y de muy buena porosidad. Por el lado del nanocatalizador, se buscó desarrollar nanopartículas basadas en seis carburos de metal, en línea con las recomendaciones de la Unión Europea de reducir la dependencia con respecto a los metales preciosos. Después de añadir pequeñas concentraciones de platino en los carburos metálicos, se probó el ánodo en una sola DEFC de sobremesa. Se produjeron densidades de energía pico de 45 mW/cm2 a 150 °C y hasta 93 mW/cm2 a 180 °C cuando se alimentó la pila con una mezcla de alcohol y agua en una analogía de 1 a 4. Como producto secundario, DECORE también desarrolló soportes innovadores y más resistentes que pueden utilizarse en PEMFC alimentadas con hidrógeno a altas temperaturas. Este resultado, una vez completado el proceso de aumento de escala, puede aplicarse directamente en dispositivos actuales.
