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Imagen:
Electrospray de partículas catalíticas y depósito
nano-estructurado, a diferentes escalas. (divulgaUNED)
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Según ha publicado la Universidad Nacional de Educación a Distancia,
Investigadores de la UNED han desarrollado un método de fabricación para
uno de los componentes de una pila de combustible que permite a esta
superar la meta de potencia marcada por el departamento de Energía de
Estados Unidos para 2017. La técnica, que ha sido patentada, podría
utilizarse de forma industrial a bajo coste.
“En el área de las pilas de combustible, el departamento de Energía de
Estados Unidos planteó unos objetivos que deberían alcanzarse entre
2017-2020. Algunos de estos ya los hemos superado en nuestro
laboratorio”, explica Pedro Luis García Ybarra, investigador del
departamento de Física Matemática y de Fluidos de la UNED.
Así, con una carga ultra-baja de platino de 0,01 mg/cm2 en los
electrodos, han alcanzado una alta utilización de platino que permite
generar 10 kW/g de platino, unas cifras que mejoran sensiblemente las
previstas por el departamento norteamericano (8 kW/g con una carga de
platino diez veces superior, de 0,125 mg/cm2).
Normalmente, las pilas de combustible generan electricidad a partir de
hidrógeno y aire. Este proceso es limpio, ya que expulsan vapor de agua
en lugar de producir CO2, como los motores de combustión interna de
gasolina y gasoil. Además, si el hidrógeno se obtiene a partir de
energías renovables (por hidrólisis de agua, por ejemplo, con energía
eólica o solar) la contaminación en este ciclo energético se reduciría a
niveles mínimos.
Para superar el rendimiento marcado por las autoridades norteamericanas,
los científicos de la UNED han optimizado un elemento de la pila
polimérica denominado MEA (Ensamblaje Membrana-Electrodos). “Este
componente es común a todas las pilas de combustible poliméricas”,
afirma José Luis Castillo, investigador también del departamento de
Física Matemática y de Fluidos de la UNED.
Gracias a la metodología utilizada para la deposición de la capa
catalítica (electrospray) se consigue aumentar considerablemente el
rendimiento. “Hemos sido capaces de controlar las propiedades
morfológicas (porosidad y rugosidad) del material generado por las
partículas cuando se depositan, aumentando sustancialmente la superficie
activa”, asegura Castillo, y añade: “como el rendimiento depende de la
superficie de las partículas catalíticas expuesta al gas reactivo, y
esta se ha hecho muy grande, hemos alcanzado un elevado rendimiento”.
“Una de las ideas es utilizar el exceso de electricidad generado en las
horas valle de demanda para, mediante la hidrólisis del agua, producir
hidrógeno y almacenarlo. Así, cuando llegue una hora pico de demanda, se
conectaría la pila de combustible para conseguir una generación
adicional de electricidad”, detalla García Ybarra. “De esta forma, se
consigue estabilizar la producción de energía mediante fuentes
renovables”.
Junto al reto de abaratar componentes, los científicos tienen por
delante conseguir que estos sean duraderos. De momento, una de las pilas
desarrolladas por los investigadores de la UNED lleva funcionando más de
1.000 horas de forma ininterrumpida.
En el congreso de Berlín, fueron los expertos japoneses los que más se
interesaron por el método desarrollado por la UNED. A escala mundial,
Estados Unidos, Canadá y Japón encabezan la investigación en esta área.
“Estamos observando un crecimiento exponencial de las patentes en el
campo de las pilas de combustible en los últimos años, lo que responde
al gran interés por desarrollar pilas que sean eficientes y
económicamente viables”, concluye García Ybarra.
Leer artículo completo en:
divulgauned.es
Fuente: divulgaUNED
Para ensayar a escala de laboratorio el rendimiento de las pilas de
combustible bajo diversas condiciones climáticas se utilizan las cámaras
de simulación ambiental.
Estos equipos de laboratorio permiten estudiar su comportamiento bajo
condiciones atmosféricas adversas a las cuales puedan ser expuestos, y
estudiar su resistencia, incluso a la intemperie.
A este respecto es de destacar que CCI ha desarrollado este tipo de
cámaras para el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC),
institutos y centros nacionales de energías renovables y compañías
relevantes del sector, entre otras entidades públicas y universidades
diversas.
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