Capas de difusión de gases para pilas de combustible
La tecnología de pilas de combustible ha alcanzado un estado de madurez que está permitiendo su implantación en una amplia variedad de sectores industriales. Las denominadas tipo PEM, están constituidas por tres elementos fundamentales: Membrana protónica, catalizador y capas de difusión (GDL). En lo que respecta a este último elemento, las GDLs (Gas Diffusion Layer) juegan un papel fundamental en el funcionamiento de la pila de combustible al optimizar la difusión de los gases hasta la superficie del catalizador, transportar la corriente generada hasta el colector de corriente y gestionar el agua generada en el interior de la pila durante la reacción electroquímica que tiene lugar.
Esta nueva GDL patentada optimiza dichas propiedades mediante el empleo de nuevos materiales en su producción (fibras vegetales de esparto y algodón) y la reducción del impacto mediombiental asociado a su proceso de producción, al reducirse de forma muy notable la temperatura y el empleo de disolventes orgánicos en todo su proceso de fabricación.
Grupo de investigación:
Materiales Avanzados para la Producción y Almacenamiento de Energía
Contacto:
transferencia.resultados@upct.es
El procedimiento para fabricar las nuevas capas de difusión de gases comprende:
a) Generación de una pasta de papel-carbón, empleando fibras vegetales de esparto,
b) Filtrado;
c) Homogeneización;
d) Prensado y compactación de la película de papel-carbón en frio;
e) Curado de la película de papel-carbón a temperatura ambiente durante un periodo mínimo de 12 horas,
f) Generación de la MPS por tratamiento térmico de la película
Hemos mejorado la conductividad eléctrica respecto a las GDLs existentes en el mercado, gracias al tratamiento térmico aplicado a la matriz porosa.
Hemos incorporado hasta un 40% la presencia de fibras vegetales de algodón y de esparto en la composición de la matriz porosa, de forma que a partir de la composición de dicha matriz podemos gestionar las características morfológicas.
Hemos encontrado una nueva aplicación de las fibras de esparto en el desarrollo de un producto altamente tecnológico como son las GDLs, con la ventaja de que el esparto es una fibra que requiere un menor aporte hídrico en su cultivo, en comparación con otras fibras naturales como pueden ser las de algodón.
Hemos eliminado el empleo de disolventes orgánicos en el proceso de fabricación de la matriz porosa, lo que disminuye el impacto medioambiental en su proceso de fabricación.
Hemos conseguido reducir la temperatura empleada en su fabricación desde los 2200 ºC hasta los 1010 ºC sin la necesidad de emplear una atmósfera inerte en el proceso.
Las pilas de combustible están acaparando un gran interés en campos tan diversos como el naval (proyecto de submarino S-80 desarrollado en las instalaciones de Navantia, en Cartagena) o el de la automoción, donde empresas mundialmente conocidas están apostando de forma muy decidida por vehículos eléctricos impulsados por pilas de combustible.