Células de combustible de cerámica protónica altamente duraderas y resistentes al coque y al azufre

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Conversión de energía

Sus antecedentes:

• Las pilas de combustible cerámicas protónicas (PCFC) ofrecen una alta eficiencia con hidrógeno e hidrocarburos.
• Las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) se enfrentan a desafíos como el coque y el envenenamiento por azufre con el uso directo de hidrocarburos.
• Existen estudios limitados de durabilidad a largo plazo para los PCFC alimentados con hidrocarburos.

Objetivo del estudio:

• Evaluar sistemáticamente la durabilidad a largo plazo y la flexibilidad del combustible de los PCFC.
• Evaluar el rendimiento del PCFC en una amplia gama de combustibles en condiciones de funcionamiento realistas.
• Investigar el impacto del envenenamiento por coque y azufre en los PCFC.

Principales métodos:

• Pruebas a largo plazo de PCFC durante más de 6.000 horas.
• Se utilizaron 11 combustibles diferentes: hidrógeno, metano, gas natural, propano, isómeros de butano, iso-octano, metanol, etanol y amoníaco.
• Las celdas funcionaron a temperaturas comprendidas entre 500 y 600 °C, incluida la exposición al sulfuro de hidrógeno.

Principales resultados:

• Durabilidad excepcional demostrada con menos del 1,5% de degradación por cada 1.000 horas para la mayoría de los combustibles.
• No se observó coqueo incluso después de miles de horas de funcionamiento continuo.
• Los PCFC toleraron las fluctuaciones de temperatura y mostraron resistencia al envenenamiento por azufre a niveles comerciales de combustible.

Conclusiones:

• Los PCFC exhiben una notable flexibilidad de combustible y estabilidad a largo plazo, superando a los SOFC tradicionales en la utilización de hidrocarburos.
• La tecnología es muy prometedora para aplicaciones comerciales debido a su robustez y eficiencia.
• Los PCFC son una alternativa viable para la generación de energía limpia, superando las principales limitaciones de las tecnologías de pilas de combustible existentes.