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New technologies and strategies for fuel cells and hydrogen technologies in the phase of recycling and dismantling

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Impulsar la comercialización de las pilas de combustible mediante estrategias de reciclaje y desmontaje eficaces

La sostenibilidad y la competitividad son expresiones de moda en la industria de las pilas de combustible en Europa. El tratamiento al final de la vida de estas pilas es fundamental para garantizar ambas.

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El uso de energías renovables no ha dejado de crecer en la Unión Europea durante los últimos años. Al producir solo electricidad, agua y calor como subproducto, las pilas de combustible podrían ser una fuente de energía sostenible en el futuro. No obstante, los costes y las infraestructuras necesarias así como la ausencia de estrategias de reciclaje para materiales y componentes de pilas de combustible son obstáculos que se interponen a la utilización de esta tecnología. Economía circular para las pilas de combustible La Comisión Europea adoptó en 2015 un plan de acción con el que reducir la dependencia industrial de materias primas fundamentales. Su escasez se agrava en ocasiones por la baja proporción de estos materiales que se recicla. Alejarse del sistema de producción y consumo de «adquirir, fabricar y eliminar», y acercarse a una economía circular en la que los recursos se consideran valiosos aumentará la competitividad de Europa, fomentará el crecimiento económico sostenible y generará empleo. El proyecto financiado con fondos europeos HYTECHCYCLING se creó con la misión de reducir el uso de materias primas fundamentales en la producción de hidrógeno y en las tecnologías de pila de combustible, así como para promover estrategias de reciclado. «Las pilas de combustible contienen cantidades importantes de materias primas fundamentales, caras y escasas como el platino. Dar con sustitutos del platino o con tratamientos adecuados para la reutilización de este material en lugar de desecharlo como si de un residuo se tratase ayudará a los fabricantes a desarrollar tecnologías de pila de combustible más respetuosas con el medio ambiente», indica Alfonso Bernad, coordinador del proyecto. El consorcio del proyecto cuenta con un grupo de expertos en tecnologías de reciclaje y pilas de combustible de la Fundación para el desarrollo de las nuevas tecnologías del hidrógeno en Aragón, el Instituto IMDEA Energía, Parque Científico de Turín, la Universidad de Liubliana y la empresa Industrias López Soriano S.A.. El equipo investigó tecnologías nuevas y previas de reciclaje y desmontaje. Catalizadores de pila de combustible sin materias primas fundamentales Los socios del proyecto estudiaron los materiales utilizados en cuatro métodos de producción de hidrógeno y tecnologías de pila de combustible, como la electrólisis alcalina del agua, la electrólisis de membrana de intercambio de protones, las pilas de combustible de óxido sólido y las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones. Las materias primas se evaluaron en función del coste, la metodología de la Comisión Europea para determinar su criticidad y sus consecuencias en la salud humana. Los resultados del estudio fomentaron el uso de catalizadores sin materias primas fundamentales. «Las pilas de combustible basadas completamente en materiales cerámicos en lugar de las que emplean níquel en el ánodo son posiblemente una alternativa mejor para las pilas de combustible de óxido sólido. Es más, los catalizadores con estructuras de núcleo-coraza singulares pueden reducir la cantidad de platino necesaria en las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones», explica Bernad. Además, los socios del proyecto exploraron tecnologías de reciclaje adecuadas con las que recuperar más de un material a la vez. La disolución electroquímica selectiva, por ejemplo, es una táctica que permite recuperar el platino y su soporte carbónico. Documentación de referencia para tecnologías de reciclado y desmontaje Mediante una revisión bibliográfica, los socios del proyecto analizaron las limitaciones, los obstáculos y los retos actuales a los que podrían enfrentarse las tecnologías de pilas de combustible durante toda su vida útil. También registraron tecnologías punteras con las que tratar estas pilas al final de su vida. Es más, ejecutaron un análisis de ciclo de vida para determinar el impacto medioambiental de las cuatro tecnologías de hidrógeno y pila de combustible, empezando por el procesamiento de materias primas y finalizando por su desmontake y reciclaje. Toda esta información se recopiló en documentos de referencia exhaustivos. «Nuestros documentos de referencia facilitan la ejecución de futuras actividades de demostración tecnológica y podrían conformar futuras normativas, códigos y estándares», afirma Bernad. «Existe aún un largo camino por recorrer para lograr un modelo de economía circular para las tecnologías de pila de combustible y producción de hidrógeno. HYTECHCYCLING ha sentado las bases de futuras investigaciones al identificar temas de relevancia como la sustitución de materias primas fundamentales y determinadas tecnologías de reciclaje y desmontaje», concluye Bernad.

Palabras clave

HYTECHCYCLING, pila de combustible, reciclaje, desmontaje, materias primas fundamentales, platino, economía circular, producción de hidrógeno, guía de referencia, documentación de referencia

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