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Quasi-anhydrous and dry membranes for next generation fuel cells

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Materiales mejores para celdas de combustible enfocadas a automóviles

Las membranas de electrolito son un componente determinante de las celdas de combustible cuyo rendimiento incide sobre la conductividad, la eficiencia y la temperatura de funcionamiento. Se han creado unos catalizadores y materiales para esas membranas que están llamados a subsanar ciertos impedimentos para las aplicaciones de automoción.

Energía

Las tecnologías de pilas de combustible e hidrógeno están a punto de convertirse en destacadas protagonistas de la carrera para reducir los gases de efecto invernadero, considerados entre los principales factores que contribuyen al cambio climático mundial. Los materiales y las tecnologías que se usan actualmente en las celdas de combustible presentan un rendimiento limitado que tiene que ver con las temperaturas de funcionamiento. Su rendimiento es inadecuado a 120 grados centígrados, que es la temperatura de funcionamiento deseada para su uso en automóviles. Gracias a fondos europeos, unos científicos iniciaron el proyecto «Quasi-anhydrous and dry membranes for next generation fuel cells» (QUASIDRY) para remediar estos inconvenientes. El consorcio responsable trabajó en unas novedosas membranas poliméricas funcionalizadas con ácido fosfónico cuya productividad protónica se incrementa, en lugar de disminuir, con la temperatura. Se hizo una intensa labor de desarrollo para incrementar al máximo la conductividad de las nuevas membranas electrolíticas para las celdas de combustible. Se descubrió que las membranas funcionalizadas con materiales mixtos conductores de protones (en concreto, los grupos sulfónico-fosfónico y fosfórico-fosfónico) presentaban propiedades superiores a las observadas en esos grupos de forma aislada. Se alcanzó la conductividad pretendida con dos clases de membrana y los novedosos métodos aplicados suponen una importante aportación a este campo. Los electrodos para celdas de combustible se componen de catalizadores, que aceleran las reacciones químicas necesarias para producir electricidad, y de los denominados soportes de catalizadores. Los socios de QUASIDRY consiguieron desarrollar dos nuevos catalizadores con actividad mejorada, estabilidad electroquímica, o ambas propiedades, que funcionan a altas temperaturas, así como soportes con una mayor resistencia a la corrosión y una gran área superficial. En total, los investigadores proporcionaron cuatro clases de membrana novedosas, tres nuevos catalizadores y una técnica con la que mejorar la compatibilidad en el mezclado de los polímeros. Todo ello se estudió variando las condiciones y arquitecturas de celda, y en algunos casos se apreciaron mejoras notables con respecto a los materiales de referencia. El desarrollo ulterior de su potencial podría servir para que las novedosas membranas poliméricas de QUASIDRY se erijan en la mejor tecnología a nivel mundial para fabricar celdas de combustible pensadas para aplicaciones de transporte.

Palabras clave

Celda de combustible, membranas de electrolito, temperatura de funcionamiento, catalizadores, anhidro

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