Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) han desarrollado una nueva pila de combustible de hidrógeno que no solo es la más duradera del mundo hasta la fecha, sino que también es más rentable, lo que allana el camino para una aplicación más amplia de la energía verde.
La pila de combustible de hidrógeno es una prometedora opción de energía limpia, ya que la genera mediante la conversión de hidrógeno y oxígeno en electricidad, con cero emisiones de dióxido de carbono, partículas y otros contaminantes atmosféricos.
Sin embargo, a pesar de sus ventajas medioambientales y de los años de desarrollo, la pila de combustible de hidrógeno aún no se ha comercializado ampliamente, debido a que su generación de energía depende en gran medida de un electrocatalizador, compuesto en gran parte por platino, un metal costoso y raro.
Los científicos se han esforzado por desarrollar alternativas sustituyendo el platino por materiales más comunes y baratos, como el hierro-nitrógeno-carbono, pero han demostrado ser ineficaces en la generación de energía o tienen una escasa durabilidad, hasta ahora.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Shao Minhua, del Departamento de Ingeniería Química y Biológica de la HKUST, ha encontrado una nueva fórmula que no solo puede reducir la proporción de platino utilizada en 80%, sino que también establecería un récord en cuanto al nivel de durabilidad de la celda.
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Menos platino, más durabilidad
A pesar de la escasa proporción de platino, el nuevo catalizador híbrido desarrollado por el equipo consiguió mantener la actividad catalítica del platino en un 97% tras 100.000 ciclos de prueba de esfuerzo acelerado, en comparación con el catalizador actual, que normalmente sufre un descenso de más del 50% en su rendimiento tras 30.000 ciclos.
En la otra prueba, la nueva pila de combustible no mostró ningún descenso de rendimiento tras 200 horas de funcionamiento. Una de las razones que explican esta extraordinaria productividad es que el nuevo catalizador tiene tres sitios activos diferentes para la reacción, en lugar de uno solo en los catalizadores actuales.
Gracias a una fórmula que contiene platino atómicamente disperso, átomos de hierro individuales y nanopartículas de platino-hierro, la nueva mezcla acelera la velocidad de reacción y alcanza una actividad catalítica 3,7 veces superior a la del propio platino. En teoría, cuanto mayor sea la actividad catalítica, mayor será su potencia.
El estudio contó con el apoyo financiero del Programa Nacional de I+D de China, el Comité de Innovación Científica y Tecnológica de Shenzhen, y el Consejo de Subvenciones de Investigación de la Región Administrativa Especial de Hong Kong.
«La pila de combustible de hidrógeno es un dispositivo de conversión de energía esencial para nuestra aspiración de lograr un mundo neutro en carbono; es necesario ampliar su uso en medio de nuestra lucha contra el cambio climático. Estamos encantados de que los resultados de nuestra investigación acerquen un poco más este objetivos»
Shao Minhua, director del Instituto de la Energía de la HKUST
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Redacción | Antonio Vilela
