Catalizadores de pila de combustible con poco o nada de platino
Los catalizadores basados en el platino (Pt) o en una aleación de este metal en el ánodo y el cátodo del conjunto membrana-electrodo (MEA) aceleran las reacciones químicas que hacen fluir los electrones y así la corriente eléctrica. Los catalizadores tienen un sustrato sólido normalmente compuesto por materiales basados en el carbono cuya degradación reduce la vida útil del dispositivo y obliga a emplear más Pt. El proyecto financiado por la Unión Europea CATAPULT (Novel catalyst structures employing Pt at ultra low and zero loadings for automotive MEAs) trabaja en el desarrollo de una tecnología que resuelva este problema. Sus científicos estudian recubrimientos de películas extendidas y ultra delgadas de Pt, catalizadores no basados en metales del grupo del Pt (PGM) e incluso híbridos de ambas tecnologías. Además, el empleo de estructuras fibrosas como sustrato del catalizador ofrece ventajas adicionales, como una relación elevada entre la superficie y el volumen y el volumen vacío generado por su empaquetamiento. Durante los dieciocho primeros meses del proyecto se lograron hitos muy superiores a los objetivos planteados en un principio. Sus científicos crearon un catalizador de baja carga de Pt con una actividad muy elevada por masa (corriente generada por miligramo de Pt) que supera las expectativas ya de por sí ambiciosas del proyecto. Ya se han preparado cinco catalizadores no basados en metales del grupo del Pt sobre marcos de metal orgánico con una actividad por masa superior a la disponible en la actualidad. Por último se demostró la excelente actividad electroquímica de un híbrido basado en hierro y un catalizador con un porcentaje de Pt ultra bajo. CATAPULT también produce estructuras de sustrato tubulares y fibrosas resistentes a la corrosión basadas en electrohilado, una técnica innovadora que permite crear de forma controlada nanomateriales unidimensionales. La conductividad y la estabilidad electroquímica prevista se han alcanzado mediante materiales compuestos de nanotubos y nanohilos de óxido. La mejora de los modelos dedicados a las dinámicas moleculares a gran escala permitió reducir enormemente el tiempo de computación con respecto a los métodos convencionales (teoría funcional de la densidad) y su empleo ofreció información de cara a dar con nuevos sistemas de sustrato no carbónico. La demostración de un menor empleo de Pt y la reducción de la degradación del sustrato en catalizadores MEA abrirá la puerta a la comercialización masiva de vehículos impulsados por pilas de combustible y los logros del consorcio de CATAPULT en este sentido situarán a la Unión Europea al frente de un mercado mundial inmenso.
Palabras clave
Platino, pila de combustible, catalizador, conjunto membrana-electrodo
