Un equipo de investigadores ha diseñado un nuevo electrolito compuesto que puede mejorar considerablemente el rendimiento de las pilas de combustible de tipo PEM.
Pila de combustible polimérica de alta temperatura
Un grupo de ingenieros del Laboratorio Nacional de Los Álamos (EE UU) ha creado una pila de combustible de polímero que puede funcionar a temperaturas más altas de lo normal, adaptándose así a nuevos usos. Sin embargo, para entender la novedad, tenemos que dar unos pasos atrás.
Las pilas de combustible de polímero son un tipo de pila de combustible equipada con una membrana de intercambio de protones. Denominados en la jerga PEMFC, estos sistemas se caracterizan por tener temperaturas de funcionamiento más bajas (entre 50 y 100 °C) que otras pilas de combustible. Y por una membrana electrolítica especial que conduce selectivamente los protones al tiempo que actúa como aislante electrónico y barrera de reactivos.
Estos dispositivos son excelentes candidatos para alimentar autobuses y camiones. Sin embargo, uno de sus puntos débiles sigue siendo una marcada limitación de la temperatura de funcionamiento. En concreto, las membranas utilizadas están destinadas a romperse a más de 90°C. En consecuencia, su uso en vehículos de transporte pesado requeriría la incorporación de grandes radiadores y tomas de aire para evitar el sobrecalentamiento.
A lo largo de los años, el problema ha supuesto una nueva aportación a la investigación de la industria. Conseguir una pila de combustible de polímero de alta temperatura no sólo ampliaría la gama de aplicaciones, sino que también permitiría mejorar la eficiencia y la densidad de potencia.
Estos son los antecedentes de la investigación dirigida por el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Los científicos han desarrollado una nueva PEMFC que funciona incluso a 160 °C. Y tiene una densidad de potencia nominal superior a la de las mejores pilas de combustible fabricadas hasta la fecha.
El secreto está en el electrolito. Las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones convencionales usan ácido fosfórico como electrolito. El equipo de Los Álamos ha diseñado un nuevo compuesto basado en un polímero de fosfonato y un ácido perfluorosulfónico. La estructura especial del electrolito mejora considerablemente la conductividad de los protones, lo que permite al dispositivo alcanzar una potencia de casi 800 milivatios por centímetro cuadrado a 160 °C. Esto supone una mejora del 60% respecto a sus homólogos.
Más información: www.nature.com
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