Conducción de protones en estado sólido anhidro en MOF, COF, HOF y POM cristalinos

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones anhídridas (PEMFC) ofrecen ventajas como una mayor tolerancia al CO y una gestión del agua simplificada.
• Los materiales cristalinos están surgiendo como materiales PEM prometedores para el funcionamiento anidro.

Objetivo del estudio:

• Para resaltar el progreso en las plataformas cristalinas para la conducción de protones anhidros.
• Revisar estrategias para lograr una alta conductividad de protones en estos materiales.
• Discutir su aplicación en la tecnología de pilas de combustible.

Principales métodos:

• Categoría de las plataformas cristalinas (MOF, COF, HOF, POM) en función de sus antecedentes estructurales.
• Revisión de las líneas de tiempo evolutivas y estrategias de diseño para la conducción de protones anhidros.
• Análisis de la implementación del conjunto de electrodos de membrana de pila de combustible.

Principales resultados:

• Los materiales cristalinos (MOF, COF, HOF, POM) permiten una conductividad de protones anhídridos muy alta (10−210−1 S/cm).
• Estos materiales funcionan en un amplio rango de temperaturas (de bajo cero a > 100 °C).
• Se han logrado avances significativos en la ingeniería estructural estratégica a través de la cristalografía.

Conclusiones:

• Las plataformas cristalinas representan un avance significativo en el diseño de conductores de protones anidrosos.
• El desarrollo posterior requiere un análisis crítico del rendimiento, la tolerancia al CO y las pruebas de pilas de combustible.
• Estos materiales son prometedores tanto para aplicaciones académicas como industriales de celdas de combustible.