Así, con una
carga ultra-baja de platino de 0,01 mg/cm2 en los electrodos, han
alcanzado una alto aprovechamiento de platino que permite generar 10
kW/g de este metal
ECOticias.
“En el área de las pilas de combustible, el Departamento de
Energía de EEUU planteó unos objetivos que deberían alcanzarse entre
2017-2020, y 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. Su equipo ha
desarrollado un método de fabricación para uno de los componentes que
permite a la pila superar la meta de potencia marcada en EEUU.
Así, con una carga ultra-baja de platino de 0,01 mg/cm2 en los
electrodos, han alcanzado una alto aprovechamiento de platino que
permite generar 10 kW/g de este metal, 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 han optimizado un elemento de la pila
polimérica denominado 'ensamblaje membrana-electrodos' (MEA). “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.
Controlar las propiedades del material
El resultado ha sido patentado por los investigadores como una
metodología para depositar capas delgadas y nanoestructuradas de
electrocatalizador sobre los electrodos, que se unen por simple contacto
a ambos lados de la membrana polimérica, constituyendo el MEA.
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”.
Otra de las ventajas del procedimiento es su facilidad para ser
escalado, es decir, que estos componentes de las pilas pueden
reproducirse a escala industrial a bajo coste, evitando las dificultades
registradas con otras metodologías.
El coste del catalizador de platino supone más del 30 % del valor
total de una pila. De ahí que construir pilas de combustible a precios
competitivos sea uno de los retos perseguidos por la comunidad
investigadora. Con pilas baratas podría generalizarse su uso en
automoción, sustituyendo los motores de combustión interna por motores
eléctricos alimentados por una pila de combustible.
Adecuación a la demanda energética
Abaratando costes, también podría explotarse otra de sus posibles
aplicaciones: dar solución al problema de la discontinuidad y la
adecuación a la demanda energética que presentan las energías
renovables. Actualmente, los acumuladores eléctricos (baterías)
solucionan el problema, pero las pilas de combustible serían una medida
más sencilla y económica.
“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”, añade el investigador.
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 ya lleva funcionando más de 1.000
horas de forma ininterrumpida.
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