El conocimiento favorece la optimización
Las pilas de combustible son dispositivos de conversión electroquímica que pueden aprovechar diversos combustibles y generar subproductos inocuos como por ejemplo calor y agua. Al igual que las baterías, estos dispositivos convierten la energía química directamente en energía eléctrica sin que exista un proceso de combustión ni emisiones indeseables que afectan al cambio climático mundial Por estas razones, las pilas de combustible se consideran uno de los pilares fundamentales del programa de energías alternativas de la UE. Los componentes más importantes de la pila de combustible son dos electrodos (ánodo y cátodo) y un electrolito o medio conductor de iones entre ellos. El combustible rico en hidrógeno forma parte de una reacción química en el ánodo que favorece la producción de electrones e iones. Los electrones se desplazan al cátodo a través de un circuito externo mientras que los iones atraviesan el electrolito hasta llegar al cátodo donde forman parte de una reacción con el oxígeno. La naturaleza del electrolito determina en gran medida el tipo de pila de combustible. Las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC), como el mismo nombre indica, utilizan un electrolito sólido. Aunque las SOFC son una de las tecnologías de pila de combustible más prometedoras, su optimización depende en gran medida de que se mejore la conductividad del electrolito de los protones o iones de hidrógeno (H+) y los iones de oxígeno (O2-). El equipo científico del proyecto NMRSOFC, financiado con fondos comunitarios, utilizó la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), considerada la técnica de determinación estructural más potente que existe, para analizar la dinámica H+/O2- existente en una SOFC en funcionamiento. El estudio detallado de mediante RMN del circonato de bario dopado con itrio presente en el material electrolito demostró que las limitaciones en el transporte de protones se deben a un fenómeno denominado captura de protones. La realización de estudios parecidos sobre el hidrógenofosfato de cesio (CsH2PO4) reveló la existencia de mecanismos complejos asociados al transporte de protones así como una relación con los cambios de temperatura. Tanto el análisis obtenido por RMN experimental como la modelización matemática pusieron de manifiesto que determinados mecanismos afectan a la movilidad del oxígeno y del hidrógeno en el estannato hidratado de bario dopado con itrio (BaSn1-xYxO3-x/2). Además, el equipo científico de este proyecto publicó un documento importante que describe un método para incrementar la resolución de la espectroscopia por RMN. Las SOFC, consideradas un elemento importante en los programas de la UE para el desarrollo de energéticas renovables que reemplacen al quemado de combustibles fósiles, se caracterizan por ser muy eficientes, silenciosas, libres de emisiones y aptas para su utilización en múltiples combustibles ricos en hidrógeno. Los científicos del proyecto NMRSOFC han contribuido de manera significativa a optimizar las SOFC mediante la caracterización del transporte iónico en electrolitos sólidos que podrían facilitar una mayor comercialización de esta tecnología.
