Nuevos materiales para pilas de combustible de alta temperatura

Las pilas de combustible con membrana de intercambio de protones de alta temperatura (HT PEMFC), capaces de generar electricidad a partir del hidrógeno mediante el reformado de diésel o metanol, ofrecen posibilidades muy interesantes para los cargadores de batería integrados. En comparación con las PEMFC convencionales que operan a temperaturas relativamente bajas, las HT PEMFC ofrecen ventajas significativas por su resistencia a los contaminantes, menor complejidad y no necesitar gases humidificados, aunque para operar con garantías a alta temperatura todavía deben resolverse aspectos relacionados con la calidad de los materiales de la batería.

En este contexto, el proyecto «Automotive pemfc range extender with high temperature improved meas and stacks» (ARTEMIS), financiado con fondos europeos, desarrolla materiales alternativos para una nueva generación de MEA que se integrará en la batería de PEMFC de alta temperatura con una potencia de 3 kWe. Las MEA se basarán en nuevas membranas fabricadas a partir de fibras sintéticas con un punto de fusión elevado y capas catalíticas mejoradas. Estas últimas requieren una menor carga, son más eficientes a alta temperatura y resisten mejor el efecto de los contaminantes.

Hasta el momento, se han destinado esfuerzos significativos a definir protocolos para la caracterización, el cribado y la validación de los materiales en desarrollo (componentes de batería, membranas y catalizadores). Tras fabricar MEA a partir de materiales disponibles en el mercado, el equipo del proyecto ARTEMIS integró paulatinamente en MEA los nuevos componentes desarrollados en el seno del proyecto a fin de determinar su compatibilidad. Los nuevos materiales son ligeros sin perder su resistencia mecánica, conductividad y estabilidad química.

Se ha hecho especial hincapié en el desarrollo de membranas poliméricas con alto contenido ácido, así como soportes y catalizadores para ánodos y cátodos. Además, el equipo científico logró avances en el desarrollo de placas celulares a base de polímero de carbono. Los resultados obtenidos de las pruebas con materiales y MEA deberían contribuir a que los científicos comprendan los pasos de fabricación necesarios para conseguir un mejor rendimiento en modo de estado estable.

Las pilas de combustible contribuyen a alcanzar los ambiciosos objetivos de la UE para el año 2020 de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la eficiencia energética. En ese sentido, el proyecto ARTEMIS está logrando avances significativos para ayudar en el desarrollo de materiales de alto rendimiento para su integración en las baterías de PEMFC que funcionan a alta temperatura.