Pilas de combustible rentables para el transporte

Las pilas de combustible son dispositivos de conversión de energía electroquímica, esto es, convierten la energía almacenada en enlaces químicos en energía eléctrica generando agua en lugar de dióxido de carbono, una característica muy relevante para las emisiones y el cambio climático. Pero antes de que se popularice esta tecnología es necesario reducir su coste y aumentar su eficacia. Gracias al apoyo de la Unión Europea ofrecido al proyecto NANO-CAT (Development of advanced catalysts for PEMFC automotive applications) se podrían derribar los principales obstáculos que impiden reducir los costes.

Las PEMFC poseen dos electrodos de platino (Pt), un ánodo y un cátodo, en los que un catalizador facilita las reacciones químicas. Los catalizadores aceleran las reacciones en un sustrato sólido normalmente basado en carbono. La bibliografía al respecto apunta a que el catalizador supone el 25 % del coste de la pila.

El Pt es un metal raro y caro. El coste que supone su inclusión en los conjuntos membrana-electrodo (MEA) puede reducirse bien mediante un aumento de la densidad de potencia, bien mediante la reducción de la carga de Pt para una densidad de potencia determinada. Al reducir el Pt, aumentar la actividad o prolongar la vida útil, el equipo proporcionará la alternativa de bajo coste a los catalizadores convencionales de Pt que precisa el mercado.

Los centíficos de NANO-CAT trabajan en el desarrollo de catalizadores de Pt nanoestructurado o sin Pt (bioinspirados) que reduzcan el uso del Pt y aumenten la actividad catalizadora. Además, el desarrollo de un sustrato innovador resistente a la degradación compuesto de nanotubos de carbono funcionalizados o un óxido metal conductor reduce aún más la carga de Pt necesaria para mitigar los procesos de degradación.

Durante el primer periodo documentado, los responsables del proyecto depositaron catalizadores de Pt o de aleaciones de Pt ya disponibles comercialmente en sustratos nuevos y fiables creados por los científicos del proyecto. En un futuro se integrarán en MEA, celdas y pilas para someterse a ensayos de envejecimiento acelerado. El equipo ya ha demostrado el rendimiento superior de un catalizador sin Pt para las reacciones tanto del ánodo como del cátodo.

Los catalizadores avanzados para PEMFC desarrollados en NANO-CAT podrían derribar uno de los principales obstáculos a la popularización de las PEMFC en el sector del transporte. Los catalizadores, destinados a reducir los costes y aumentar la densidad de energía de los MEA, impulsarán la adopción de las pilas de combustible para beneficio de los fabricantes, el medio ambiente y la economía de la UE.