• mié. Feb 28th, 2024

Desarrollan pila de hidrógeno de alto rendimiento: Un salto innovador

Marcando un punto de inflexión en la historia de la ingeniería energética, el equipo del profesor Kui Jiao de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Tianjin, ha trascendido los límites de la tecnología de pilas de combustible. Su última innovación, una pila de combustible de membrana de intercambio de protones con una densidad de potencia ultraalta, promete cambiar el juego en el campo de la energía limpia. Este logro, que duplica el rendimiento de las pilas convencionales, ha sido recientemente publicado en la revista internacional “Joule”.  

En un mundo que enfrenta desafíos urgentes debido al cambio climático y la necesidad de alcanzar objetivos de “carbono dual”, el descubrimiento del equipo del profesor Jiao es una luz de esperanza. El hidrógeno, reconocido como un portador de energía con bajas emisiones de carbono, es fundamental en la transición hacia sistemas energéticos más sostenibles. Las pilas de combustible de hidrógeno, en particular, se han identificado como una de las tecnologías más prometedoras en este campo. Sin embargo, el desafío de mejorar su densidad de potencia volumétrica ha sido un obstáculo técnico significativo.  

El equipo de la Universidad de Tianjin abordó este desafío con una estrategia innovadora: reestructurar completamente la arquitectura de la pila de combustible. Al incorporar nuevos componentes y optimizar las rutas de transferencia de gas, agua y electricidad, lograron crear una pila de combustible notablemente más delgada y con una densidad de potencia significativamente mayor. Utilizando tecnología de electrohilado, produjeron una película ultrafina de nanofibras de carbono y espuma de níquel. Este enfoque eliminó la necesidad de las tradicionales capas de difusión de gas y canales de flujo, reduciendo el espesor del conjunto de electrodos de membrana en un sorprendente 90 % y disminuyendo más del 80 % de las pérdidas por transferencia de masa.  

El resultado es una densidad de potencia volumétrica que podría alcanzar los 9,8 kilovatios por litro, superando en más del 80% el rendimiento de los productos convencionales. Este avance no solo proporciona una guía fundamental para el futuro de la tecnología de pilas de combustible de membrana de intercambio de protones, sino que también marca un hito significativo en la búsqueda de soluciones de energía limpia.  

Los coautores del estudio incluyen al candidato a doctorado Chasen Tongsh y al investigador asistente Siyuan Wu, bajo la dirección de los profesores Kui Jiao y Michael Guiver de la Universidad de Tianjin. Contribuciones adicionales provienen del profesor Qing Du de la misma universidad, el profesor Jin Xuan de la Universidad de Surrey, los profesores Nigel Brandon y Huizhi Wang del Imperial College de Londres, el profesor Jae Wan Park de la Universidad de California, Davis, y el candidato doctoral Wenming Huo de la Universidad de Tianjin.

De El Periódico de la Energía

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