Pilas de combustible hechas para durar
La producción combinada de calor y electricidad (PCCE), también denominada cogeneración, hace referencia a una tecnología muy eficiente capaz de generar electricidad y, al mismo tiempo, capturar el calor útil que se origina durante el proceso. Las centrales de cogeneración pueden alcanzar eficiencias superiores al 80 %, en comparación con el 40-50 % de eficiencia de las centrales térmicas tradicionales con turbinas de gas de ciclo combinado (CCGT) o las de carbón. Además, el proceso de la PCCE es compatible tanto con los combustibles fósiles como con los renovables. La PCCE a pequeña escala o microcogeneración para viviendas y edificios aparece como un importante mercado para las FC. Las pilas de combustible de baja temperatura con membrana de intercambio de protones (LT PEMFC) resultan especialmente prometedoras, pero queda pendiente aumentar significativamente su vida útil continua hasta alcanzar las 40 000 horas. Los socios del proyecto Keepemalive pretenden mejorar los conocimientos sobre los mecanismos de degradación y fallo a fin de obtener, a un coste razonable, las vidas útiles necesarias a la vez que se mantiene el rendimiento. Para realizar pruebas de degradación de un producto cuya vida útil ininterrumpida se espera que sea del orden de cuatro a cinco años es necesario recurrir a pruebas de tensión acelerada (AST). Por este motivo, una parte importante de la labor de los socios de Keepemalive se centró en el desarrollo de protocolos mejorados de AST, que se definieron con idea de hacer posible la identificación y cuantificación de los principales factores e interrelaciones resultantes de la degradación, así como para caracterizar los cambios reales en las propiedades de los materiales de las PEMFC y las pérdidas de rendimiento relacionadas con los mismos. Por otra parte, sometieron una serie de electrocatalizadores a diferentes pruebas, entre ellas a pruebas de degradación catalítica acelerada (pérdidas de área superficial electroquímica o ECSA) mediante ciclos de bajo voltaje en condiciones similares a las de encendido, cambio de carga y apagado. Los científicos están desarrollando y adaptando un modelo matemático a la realización de pruebas experimentales ex situ de degradación catalítica. También seleccionaron los materiales catalíticos para los conjuntos de membrana y electrodo (MEA). La incorporación de determinados aditivos a las membranas frenó la degradación química inducida por el hierro (Fe)/peróxido de hidrógeno (H2O2), logrando así producir MEA de alta durabilidad capaces de competir con los productos de los principales fabricantes mundiales. Una vida útil más prolongada para los sistemas de microcogeneración se traducirá en un aumento de la potencia suministrada respecto a la inversión inicial, lo que animará a los consumidores a implementar sistemas de microcogeneración. Si aumenta el uso de la tecnología LT PEMFC se reducirán las emisiones procedentes de la producción de energía estacionaria y se hará más viable el empleo en tándem de formas menos fiables de energía renovable, como la eólica intermitente.
