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Catalizadores innovadores para pilas de combustible

Nuevos conjuntos membrana-electrodo con menor contenido de platino pueden reducir los costes de las pilas de combustible (PC) para automoción. Un proyecto financiado por la UE está desarrollando un nuevo concepto de electrodos sin mermar la eficiencia y durabilidad de las PC.

Energía

Las PC que convierten la energía química en electricidad son una alternativa limpia a la quema de combustibles fósiles. El platino es uno de los catalizadores más utilizados para acelerar la reacción química en las PC. Aunque es eficaz, el platino sigue siendo muy caro. El proyecto financiado por la Unión Europea SMARTCAT (Systematic, material-oriented approach using rational design to develop break-through catalysts for commercial automotive PEMFC stacks) pretende reducir la cantidad de contenido de platino mediante su sustitución por materiales diferentes, por ejemplo clústeres ternarios de aleación. El desarrollo exitoso de estos materiales es el siguiente paso hacia la eliminación del mayor obstáculo para la comercialización a gran escala de la tecnología de PC. Las técnicas computacionales avanzadas desarrolladas en el proyecto SMARTCAT ayudan a determinar la composición y geometría óptimas del clúster. El trabajo se sustenta en un análisis electroquímico de los catalizadores preparados correspondientes. Se están creando capas catalíticas tri-metálicas nanoestructuradas muy eficientes con carga ultrabaja de platino que están llamadas a ser un gran avance a nivel mundial en el desarrollo de catalizadores. Los científicos han evaluado catalizadores a base de aleaciones de platino-paladio-oro. Se descubrió que manteniendo la concentración de oro a menos del 25 % aumenta la actividad del catalizador. Además, el equipo ha explorado otros catalizadores tri-metálicos prometedores basados ​​en una aleación de platino (níquel o cobre o cobalto) y oro. Otro objetivo del proyecto ha sido el desarrollo de apoyos de electrodos eficientes capaces de soportar altos voltajes y temperaturas para catalizar tanto la oxidación de hidrógeno como la reducción de oxígeno. Hasta ahora, los científicos han desarrollado enfoques computacionales y experimentales para construir soportes nuevos y eficientes que también sean lo suficientemente conductivos y resistentes a la corrosión durante el funcionamiento de las PC. Se espera que los innovadores catalizadores de SMARTCAT abaraten los conjuntos de membrana-electrodo en aproximadamente un 35 %, situando a Europa a la vanguardia del desarrollo de PC para aplicaciones de automoción. La producción de energía sostenible a través de tecnología de PC eficiente y rentable es un objetivo fundamental en Europa. El desarrollo de nuevas aleaciones dentro de SMARTCAT puede impulsar una futura economía del hidrógeno europea.

Palabras clave

Catalizadores, pilas de combustible, platino, clústeres ternarios de aleación, automotriz

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