Ciencia de los Materiales
Fabricar células de combustible a una centésima parte de su costo habitual
Las células de combustible tienen el potencial de ser una forma limpia y eficiente de energizar automóviles, estaciones energéticas y hasta dispositivos como por ejemplo ordenadores, pero el coste de producirlas está limitando su uso. Ello se debe a que un componente esencial de las células de combustible más comunes consiste en un catalizador hecho de platino, un carísimo metal precioso.
El equipo de David Kisailus, de la Universidad de California en la ciudad estadounidense de Riverside, ha ideado un material catalizador barato y eficiente para una clase de célula de combustible conocida como PEM, que convierte la energía química del hidrógeno en electricidad y que figura entre los tipos de célula de combustible más prometedores para energizar automóviles y aparatos electrónicos.
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El catalizador desarrollado por Kisailus y sus colegas está hecho por nanofibras de carbono porosas que tienen incorporado un compuesto hecho de un metal relativamente abundante, como el cobalto, que es más de 100 veces más barato que el platino.
Las células de combustible, que ya son empleadas por algunos fabricantes de automóviles, ofrecen ventajas claras sobre las tecnologías convencionales de combustión, incluyendo una mayor eficiencia, un funcionamiento más silencioso y menores emisiones contaminantes. Las células de combustible de hidrógeno solo emiten agua.
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El equipo de David Kisailus ha desarrollado un material barato y eficiente para células de combustible PEM. (Foto: BEXIM (CC BY 4.0))
Como las baterías, las células de combustible son dispositivos electroquímicos que incluyen un electrodo positivo y uno negativo con un electrolito en medio. Cuando el combustible de hidrógeno es inyectado en el ánodo, un catalizador descompone las moléculas de hidrógeno en las partículas cargadas positivamente (los protones) y en las partículas cargadas negativamente (los electrones). Los electrones son dirigidos, a través de un circuito externo, hacia el punto deseado, en el cual efectúan un trabajo útil, como por ejemplo energizar un motor eléctrico, antes de volver a reunirse con los iones de hidrógenos cargados positivamente y con oxígeno para formar agua.
