Investigadores desarrollan un método para pilas de combustible cerámicas protónicas AM

21 de agosto de 2023

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Investigadores de la Universidad de Clemson (Carolina del Sur, EE. UU.) han desarrollado un nuevo método para fabricar de forma aditiva pilas de combustible cerámicas protónicas. Este dispositivo de energía renovable tiene el potencial de generar electricidad de manera más sostenible que los combustibles fósiles.

Las pilas de combustible cerámicas protónicas funcionan con combustibles renovables como hidrógeno, amoníaco, hidrocarburos y alcoholes, en lugar de carbón o petróleo. Sin embargo, el desafío ha sido trasladarlos del laboratorio al mundo real debido a las dificultades de la fabricación a gran escala.

Para abordar este problema, un equipo del Laboratorio de Investigación de Materiales Avanzados de Clemson utilizó sus conocimientos sobre fabricación aditiva para construir pilas de combustible cerámicas protónicas de forma tubular. Este diseño ofrece varias ventajas sobre los diseños planos, incluida una mayor durabilidad y un sellado más fácil.

El equipo probó una sola pila de combustible durante 200 horas utilizando hidrógeno como combustible y descubrió que producía energía de forma constante. Los investigadores afirmaron que la fabricación aditiva de pilas de combustible cerámicas protónicas proporciona mayor precisión, consistencia y asequibilidad en comparación con las técnicas de fabricación tradicionales.

El equipo de Clemson publicó sus hallazgos en la revista ACS Energy Letters. El primer autor fue el candidato a doctorado Minda Zou, y los autores correspondientes fueron el investigador postdoctoral Jiawei Zhang y el profesor Jianhua 'Joshua' Tong, todos del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales. "Nuestro trabajo sugiere que 3DP podría allanar el camino para las aplicaciones del mundo real de los PCFC tubulares", escribió el equipo en el artículo.

Tong dijo que una gran parte de lo que hace que la investigación sea única fue que el equipo pudo fabricar de forma aditiva las tres capas necesarias en una pila de combustible: el ánodo, el cátodo y el electrolito. "Nadie más ha hecho eso", añadió. "Lo más importante es que el método es sencillo y rentable, lo que resulta prometedor para su comercialización".

Actualmente, se necesitan aproximadamente tres horas para fabricar de forma aditiva una pila de combustible. Sin embargo, el equipo planea desarrollar un diseño más avanzado como siguiente paso en su trabajo. Si tiene éxito, Tong cree que será posible comercializar pilas de combustible cerámicas protónicas AM en unos cinco años.

El artículo 'Cellas de combustible de cerámica protónicas tubulares altamente escalables habilitadas para impresión 3D' está disponible aquí.

https://www.clemson.edu/

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