12/12/2014 - Nueva pila de combustible para aplicaciones portátiles

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El Grupo de Pilas de Combustible de Baja Temperatura del CIEMAT ha desarrollado una pila de combustible para ser utilizada en pequeñas aplicaciones electrónicas portátiles.  Las innovaciones que presenta esta pila de combustible permiten un ahorro energético en el sistema, además de una considerable reducción tanto de su peso como de su volumen.

La pila consiste en un módulo de tipoPEMFC (proton exchange membrane fuel cell) que funciona con hidrógeno almacenado en un depósito de hidruros metálicos. Con objeto de poder ser utilizada en aplicaciones portátiles, se han llevado a cabo cambios en el diseño de los electrodos, que permiten reducir considerablemente el peso y volumen del sistema de generación de energía, así como llevar el aprovechamiento del hidrógeno almacenado hasta casi el 100%.

Se han desarrollado prototipos en el laboratorio con una potencia superior a 2W, idónea para múltiples aplicaciones como artículos electrónicos portátiles, teléfonos móviles, juguetes, o aplicaciones médicas portátiles e implantables. El propio grupo ha desarrollado también una aplicación demostrativa ("propeler").

Cambios de diseño

Las novedades introducidas en el diseño de los electrodos han permitido prescindir de elementos como ventilador para el cátodo y válvula de purga para el ánodo, lo que supone un ahorro energético en el sistema así como una reducción de su peso y volumen. El cátodo es un electrodo de tipo air - breathing que funciona con el aire ambiental de forma totalmente pasiva. La utilización de cátodos preparados por electropulverización (electrospray) ha permitido una mejora sustancial en el transporte de reactivos y agua producida por la reacción en este tipo de electrodo.

La novedad principal está en el diseño del ánodo, el cual puede funcionar completamente cerrado, sin pérdida de hidrógeno por purgas periódicas, gracias a que utiliza una membrana de cierre permeable al agua pero impermeable al hidrógeno. Gracias a ella, el ánodo es capaz de autorregular de forma pasiva su contenido en agua.

Debido a su carácter único para uso portátil del hidrógeno, y su posible aplicación en diferentes aplicaciones, se procedió a la tramitación de una patente española (nº 2 466 590, "Pila de combustible"), así como posterior extensión internacional (PCT/ES2014/070660), que ya ha recibido informe favorable por parte de la Oficina Española de Patentes y Marcas (OEPM). El grupo de investigadores responsables de esta pila de combustible ha publicado en revistas internacionales, de gran prestigio en el sector, diferentes estudios concernientes al comportamiento de esta pila y de sus electrodos.

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Unidad comunicación CIEMAT

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