{"id":131183,"date":"2011-04-28T17:10:23","date_gmt":"2011-04-28T16:10:23","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=131183"},"modified":"2011-04-28T17:11:13","modified_gmt":"2011-04-28T16:11:13","slug":"un-nuevo-avance-para-rebajar-el-coste-de-las-celdas-de-combustible-tipo-pem","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2011\/04\/28\/131183","title":{"rendered":"Un nuevo avance para rebajar el coste de las celdas de combustible tipo PEM"},"content":{"rendered":"

Rebajar el coste de las celdas de combustible de membrana polim\u00e9rica (tipo PEM) es uno de los retos econ\u00f3micos a los que se debe hacer frente para facilitar el uso generalizado de estos dispositivos para la generaci\u00f3n de electricidad. En el \u00faltimo n\u00famero de la revista Science se ha publicado un nuevo avance en el desarrollo de electrodos de bajo coste alternativos a los de platino. Se ha desarrollado un nuevo electrodo constituido por metales de bajo coste, hierro y cobalto, que permite alcanzar corrientes el\u00e9ctricas comparables a las alcanzadas con los electrodos convencionales de platino adem\u00e1s de presentar una excelente durabilidad.<\/p>\n

[R.M. Navarro \u2013 Instituto de Cat\u00e1lisis y Petroleoqu\u00edmica (CSIC)]<\/p>\n

Las celdas de combustible de membrana polim\u00e9rica (PEM) son dispositivos electroqu\u00edmicos que convierten la energ\u00eda qu\u00edmica almacenada en el hidr\u00f3geno (u otro combustible como metanol, etanol,\u2026) en electricidad (y algo de calor) a baja temperatura (aprox 100\u00baC). El hidr\u00f3geno se alimenta en un electrodo (\u00e1nodo) donde se oxida catal\u00edticamente generando electrones y protones (H+<\/sup>). Los electrones generados se conducen hacia el segundo electrodo (c\u00e1todo) por un circuito el\u00e9ctrico externo generando as\u00ed la corriente el\u00e9ctrica. Los electrones en el c\u00e1todo se combinan con los con los protones \u2013que viajan a trav\u00e9s de una membrana pol\u00edmerica\u2013 y con ox\u00edgeno del aire, generando agua (Figura 1).<\/p>\n

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Figura 1- Esquema de funcionamiento de una celda de combustible polim\u00e9rica alimentada por hidr\u00f3geno<\/em><\/p>\n

Aunque en los \u00faltimos a\u00f1os se han logrado notables progresos en el desarrollo de la tecnolog\u00eda de celdas de combustible, el coste y la duraci\u00f3n de las mismas son dos de los obst\u00e1culos principales a los que se enfrenta para facilitar el uso generalizado de estos dispositivos para la generaci\u00f3n de electricidad. Los materiales de los electrodos que catalizan las reacciones de oxidaci\u00f3n de hidr\u00f3geno y de reducci\u00f3n de ox\u00edgeno son los materiales de mayor coste entre los elementos que componen la celda de combustible (alrededor del 55% del coste total de la celda). Estos electrodos est\u00e1n constituidos por part\u00edculas nanom\u00e9tricas de platino (y otros metales nobles) soportadas sobre part\u00edculas de carb\u00f3n. La escasez del platino en la naturaleza hace que el cose de este material (1800 $\/oz) supere incluso\u00a0 al del oro (1500 $\/oz). Por lo tanto, la reducci\u00f3n del coste de los materiales que integran los electrodos es un paso importante para facilitar la comercializaci\u00f3n y uso de este tipo de dispositivos. En este sentido se est\u00e1n desarrollando diferentes l\u00edneas de investigaci\u00f3n con la finalidad de disminuir el contenido en platino en los electrodos o bien para encontrar formulaciones met\u00e1licas alternativas al platino de inferior coste. Dentro de esta segunda l\u00ednea de investigaci\u00f3n, investigadores de Los Alamos National Laboratory<\/em> (EEUU) han desarrollado un nuevo catalizador basado en metales no nobles para el electrodo de reducci\u00f3n de ox\u00edgeno de la celda PEM [1]. Las mejoras en el desarrollo del electrodo de reducci\u00f3n de ox\u00edgeno son particularmente importantes ya que la velocidad de reducci\u00f3n del ox\u00edgeno en dicho electrodo es determinante en el rendimiento y potencia global de la celda de combustible. El nuevo catalizador desarrollado para el electrodo de reducci\u00f3n de ox\u00edgeno esta basado en carb\u00f3n (derivado de polianilina tratada t\u00e9rmicamente) sobre el que se depositan metales de bajo coste como el hierro y el cobalto. Los investigadores aseguran que la nueva formulaci\u00f3n de electrodo no s\u00f3lo alcanza rendimientos comparables a los alcanzados con los electrodos convencionales de Pt \u00a0sino que incluso presenta mejor durabilidad frente a los ciclos de arranque y parada (que son los que m\u00e1s limitan la vida de los electrodos). Los autores del estudio afirman que para todos los efectos, se trata de un catalizador de coste cero en comparaci\u00f3n con los catalizadores de platino. El siguiente paso que va a abordar el grupo de investigaci\u00f3n es tratar de conocer en profundidad el mecanismo de funcionamiento subyacente en esta nueva formulaci\u00f3n de electrodo con el fin de optimizar su eficiencia y durabilidad lo que puede suponer un avance importante para la comercializaci\u00f3n de este tipo de dispositivos de generaci\u00f3n de electricidad. <\/em><\/p>\n

M\u00e1s informaci\u00f3n <\/strong><\/p>\n

[1] G.Wu, K.L. More, C.M. Johnston, P. Zelenay, High Performance Electrocatalysts for Oxygen Reduction Derived from Polyaniline, Iron and Cobalt, Science, 2011; 332 (6028)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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