Las pilas tienen más de un 80% superior al rendimiento de sus homólogas convencionales.
Por Fabián Pizarro
Científicos chinos han desarrollado una pila de combustible de membrana de intercambio de protones con una densidad de potencia volumétrica ultraalta, más de un 80 por ciento superior al rendimiento de sus homólogas convencionales.
Dirigido por Jiao Kui, profesor de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Tianjin, el equipo rediseñó la arquitectura de la celda de combustible de membrana de intercambio de protones, incorporando nuevos componentes y optimizando las rutas de transferencia de calor gas-agua-electricidad.
El equipo creó una pila de combustible ultrafina y de altísima densidad de potencia. Eliminaron las capas tradicionales de difusión de gas y los canales de flujo mediante el uso de una película ultrafina de nanofibras de carbono producida mediante tecnología de electrohilado y espuma metálica.
Este progreso ha contribuido a una reducción del 90 por ciento en el espesor del conjunto del electrodo de membrana y una reducción del 80 por ciento en las pérdidas por transferencia de masa causadas por la difusión del reactivo, casi duplicando la densidad de potencia volumétrica de la celda de combustible.
El equipo de investigación estima que la densidad de potencia volumétrica máxima de la pila de pilas de combustible que utiliza la nueva estructura alcanzará los 9,8 kilovatios por litro.
Las pilas de combustible de hidrógeno se consideran una de las tecnologías más prometedoras en la aplicación de la energía del hidrógeno. Sin embargo, aumentar su densidad de potencia volumétrica sigue siendo un desafío técnico importante.
Este avance no sólo proporciona una guía fundamental para avanzar en la tecnología de pilas de combustible de membrana de intercambio de protones, sino que también indica un avance prometedor en el campo de la energía limpia.
Los hallazgos fueron publicados en la revista internacional de investigación energética Joule el 28 de diciembre de 2023.