Ácidos sólidos como electrolitos de las células de combustible

Área de la Ciencia:

• La electroquímica es electroquímica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Conversión de energía Conversión de energía.

Sus antecedentes:

• Las células de combustible de membrana de electrolito de polímero (PEMFC) están limitadas por las condiciones de funcionamiento húmedas y el funcionamiento a baja temperatura (<100 ° C).
• Los PEMFC sufren de la permeabilidad del metanol y el hidrógeno, lo que reduce la eficiencia del combustible.
• Los ácidos sólidos ofrecen transporte de protones anhidros y estabilidad a altas temperaturas (hasta 250°C).

Objetivo del estudio:

• Investigar la viabilidad de los ácidos sólidos como electrolitos de pila de combustible que funcionan a temperaturas elevadas.
• Para abordar las limitaciones de la solubilidad en agua y la ductilidad de los ácidos sólidos a temperaturas más altas.
• Para evaluar el rendimiento electroquímico y la estabilidad de una membrana de electrolito de sulfato de hidrógeno de cesio (CsHSO4).

Principales métodos:

• Fabricación de una membrana de electrolito CsHSO4 (aprox. de 1,5 mm de espesor).
• Prueba de una célula de combustible H2/O2 utilizando la membrana CsHSO4 a 150-160°C.
• Evaluación de las propiedades del electrolito después de la exposición a atmósferas húmedas.

Principales resultados:

• La célula de combustible CsHSO4 demostró un prometedor rendimiento electroquímico: voltaje de circuito abierto de 1,11 V y densidad de corriente de 44 mA cm-2.
• Las propiedades de los ácidos sólidos no se vieron afectadas por la exposición a atmósferas húmedas.
• La célula funcionó eficazmente a temperaturas significativamente superiores a las limitaciones de los PEMFC tradicionales.

Conclusiones:

• Los electrolitos de ácido sólido CsHSO4 muestran potencial para aplicaciones de celdas de combustible a alta temperatura.
• Se necesita más investigación para desarrollar técnicas de fabricación para electrolitos más delgados y evaluar la estabilidad a largo plazo, incluida la reducción de azufre.
• Los ácidos sólidos presentan una alternativa viable para superar las limitaciones actuales en la tecnología de pilas de combustible.