El funcionamiento interno de las celdas de combustible varía, pero básicamente todos los tipos mezclan hidrógeno y oxígeno para producir una reacción química que entrega electricidad utilizable y agota el agua ordinaria como subproducto. Uno de los tipos más eficientes es la membrana de intercambio de protones PEM pila de combustible, que funciona a temperaturas lo suficientemente bajas como para usarse en hogares y vehículos.
Para generar electricidad, las celdas de combustible PEM se basan en dos compartimentos químicos separados por una membrana catalizadora permeable. Esta membrana actúa como un electrolito; un electrodo negativo está unido a un lado de la membrana y un electrodo positivo está unido al otro.La membrana electrolítica a menudo se basa en un polímero de ácido perfluorosulfónico. Sin embargo, debido a su alto costo, una membrana electrolítica basada en hidrocarburos menos costosa ha despertado interés en este sector tecnológico.
Hasta ahora, el desafío de adoptar una membrana de hidrocarburos de este tipo ha sido que la interfaz entre el electrodo y la membrana de hidrocarburos es débil. Esto hace que la membrana se deslamine con relativa facilidad, se desmorone y pierda eficiencia con el uso.
El profesor Hee-Tak Kim del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST y su equipo de investigación han desarrollado un nuevo sistema de fijación que une los dos materiales mecánicamente en lugar de químicamente.camino hacia el desarrollo de membranas de celdas de combustible que son menos costosas, más fáciles de fabricar, más fuertes y más eficientes.
Los investigadores lograron esto al moldear un patrón de pequeños pilares cilíndricos en la cara de la membrana de hidrocarburos. Los pilares sobresalen en una piel suavizada del electrodo con calor. El enlace mecánico se establece y fortalece a medida que el material se enfría y absorbe agua.la membrana de hidrocarburo con diseño de pilar se moldea utilizando moldes de silicona.
El profesor Kim dijo: "Este enlace físicamente sujeto es casi cinco veces más fuerte y más difícil de separar que los enlaces actuales entre las mismas capas".
El nuevo método de enclavamiento también parece ofrecer una forma de unir muchos tipos de membranas de hidrocarburos que, hasta ahora, han sido rechazadas porque no se podían sujetar con firmeza. Esto haría que las membranas de hidrocarburos sean prácticas para una serie de aplicaciones más allá de las celdas de combustiblecomo baterías recargables de "flujo redox".
El equipo de investigación ahora está desarrollando una interfaz de enclavamiento más fuerte y escalable para sus sujetadores a nanoescala.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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