Científicos de la UCLA logran un gran avance en la durabilidad de las pilas de combustible PEM
El estudio para mejorar la longevidad de las pilas de combustible de membrana de intercambio protónico (PEM) fue publicado en Nature Catalysis y describe los efectos de incrustar grupos de óxido de cobalto en un catalizador ultrafino de platino para la membrana de la pila de combustible. El profesor de ciencias de los materiales e ingeniería de la Escuela de Ingeniería Sameuli de la UCLA, Yu Huang, que dirigió el estudio, afirma que sus hallazgos les han permitido estimar que, por ejemplo, los turismos equipados con las nuevas pilas de combustible duraderas podrían durar un 87,5% más que el objetivo final del departamento de energía de ocho mil horas o aproximadamente 150.000 millas.
Los expertos en transporte que se ocupan tanto de las soluciones de transporte con pilas de combustible como con baterías eléctricas tienden a coincidir en que las pilas de combustible se utilizan mejor en los llamados sectores difíciles de descarbonizar, como las aplicaciones de larga distancia y de gran tonelaje, la aviación y las aplicaciones marítimas, debido a su mayor densidad energética que las baterías, pero también a la escasez del platino necesario. Por lo tanto, la referencia más relevante aquí sería la mención que hace el estudio de los beneficios en las aplicaciones para vehículos pesados y embarcaciones. Aquí, los autores del estudio afirman que aumentar ligeramente el uso del catalizador de platino incrustado/óxido también podría mejorar la longevidad de las pilas de combustible en estos tipos de aplicaciones, sin mencionar más detalles.
Huang, titular de la Cátedra Traugott y Dorothea Frederking de la UCLA Samueli, explicó: "Nuestra investigación demostró un andamiaje interior atómico que mantiene los átomos de platino en su lugar en el catalizador para que permanezcan estables durante un largo periodo de tiempo".
Los investigadores han sustituido una aleación tradicional de platino en el interior de las pilas de combustible PEM por grupos incrustados de moléculas de óxido de cobalto dentro de envolturas de átomos de platino. Este método superó a las aleaciones tradicionales de platino-cobalto en durabilidad y longevidad.
Las pilas de combustible PEM para aplicaciones tanto de transporte difícilmente descarbonizable como de almacenamiento estacionario no sólo están disfrutando de un aumento del interés en EE.UU. a medida que el país pone en marcha su estrategia del hidrógeno, sino también en China e India, ya que ambos países y las regiones circundantes son muy conscientes de su vulnerabilidad geopolítica debido a la dependencia de las importaciones de combustibles fósiles. Estos esfuerzos no sólo se centran en la investigación y el desarrollo, sino también en el escalado simultáneo de la fabricación de pilas de combustible y electrolizadores, así como en las aplicaciones en soluciones de transporte difíciles de descarbonizar.
No se mencionó en el estudio una vulnerabilidad clave en el uso de la tecnología PEM de hidrógeno para estos sectores: su dependencia del platino, que es escaso y procede predominantemente de Sudáfrica y Rusia. A nivel internacional se están realizando considerables esfuerzos de investigación para sustituir el platino por soluciones de hierro. Mientras tanto, las pilas de combustible PEM pueden disfrutar de avances en la tecnología existente con soluciones como las desarrolladas en la UCLA.
A Huang se unió en la investigación el coautor principal Alessandro Fortunelli, del Consejo Nacional de Investigación de Italia, entre otros autores del estudio, financiado en parte por la Oficina de Investigación Naval de EE UU.
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