El equipo del profesor Kui Jiao de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Tianjin ha desarrollado con éxito una pila de combustible de membrana de intercambio de protones con una densidad de potencia ultraalta, que casi duplica el rendimiento de sus homólogas convencionales. Estos importantes hallazgos se publicaron en la prestigiosa revista internacional de investigación energética "Joule".
En respuesta al cambio climático global y la búsqueda de objetivos de "carbono dual", el sistema energético global está experimentando una profunda transformación. Como prometedor portador de energía con bajas emisiones de carbono, el hidrógeno desempeña un papel crucial en este cambio. Las pilas de combustible de hidrógeno se consideran una de las tecnologías de aplicación de energía del hidrógeno más prometedoras. Sin embargo, mejorar su densidad de potencia volumétrica sigue siendo un desafío técnico importante.
La arquitectura de la pila
El equipo del profesor Jiao reestructuró de forma innovadora la arquitectura de la pila de combustible de membrana de intercambio de protones, incorporando nuevos componentes y optimizando las rutas de transferencia térmica gas-agua-electricidad. Consiguieron una pila de combustible ultrafina y de densidad de potencia ultraalta.
Al utilizar la tecnología de electrohilado para producir una película ultrafina de nanofibras de carbono y espuma de níquel, eliminaron las capas tradicionales de difusión de gas y los canales de flujo, reduciendo el espesor del conjunto de electrodos de membrana en aproximadamente un 90 % y reduciendo significativamente más del 80 % de las pérdidas por transferencia de masa causadas por la difusión del reactivo. En consecuencia, duplicaron la densidad de potencia volumétrica de la pila de combustible.
Potencia volumétrica
El equipo estimó que la densidad de potencia volumétrica máxima de la pila de pilas de combustible que utiliza esta nueva estructura podría alcanzar potencialmente los 9,8 kilovatios por litro, superando el rendimiento de los productos convencionales actuales en más del 80%. Este avance no sólo proporciona una guía fundamental para avanzar en la tecnología de pilas de combustible de membrana de intercambio de protones, sino que también indica un salto prometedor en el ámbito de la energía limpia.
Los coautores del artículo relacionado son el candidato a doctorado Chasen Tongsh y el investigador asistente Siyuan Wu de la Universidad de Tianjin, siendo los autores correspondientes el profesor Kui Jiao y el profesor Michael Guiver de la Universidad de Tianjin. Otros contribuyentes incluyen al profesor Qing Du de la Universidad de Tianjin, el profesor Jin Xuan de la Universidad de Surrey, el profesor Nigel Brandon y el profesor Huizhi Wang del Imperial College de Londres, el profesor Jae Wan Park de la Universidad de California, Davis y el candidato doctoral Wenming Huo de Tianjin. Universidad.
Enrique
13/08/2024