Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, han desarrollado un método innovador para estudiar y comprender cómo se degradan las pilas de combustible con el tiempo, utilizando microscopios electrónicos avanzados
Para que los vehículos pesados propulsados por hidrógeno sean una alternativa a los que funcionan con combustión, es esencial contar con pilas de combustible más eficientes y duraderas. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia) han desarrollado un método innovador para estudiar y comprender cómo se degradan con el tiempo las partes de las pilas de combustible. Se trata de un paso importante para mejorar el rendimiento de las pilas de combustible y convertirlas en un éxito comercial.
El hidrógeno es una alternativa de combustible que cada vez resulta más interesante para los vehículos pesados. Los vehículos propulsados por hidrógeno solo emiten vapor de agua como escape y, si el hidrógeno se produce mediante energía renovable, está completamente libre de emisiones de dióxido de carbono.
A diferencia de los vehículos eléctricos alimentados por baterías, los vehículos propulsados por hidrógeno no necesitan sobrecargar la red eléctrica, ya que el hidrógeno se puede producir y almacenar cuando la electricidad es barata. En algunos vehículos propulsados por hidrógeno, la propulsión se realiza mediante una llamada pila de combustible.
Sin embargo, los vehículos propulsados por pilas de combustible de hidrógeno tienen una vida útil relativamente corta, ya que los componentes de las pilas de combustible, como los electrodos y las membranas, se degradan con el tiempo. Este es el problema que aborda el estudio reciente.
Los investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers han desarrollado un nuevo método para estudiar los efectos del envejecimiento de las pilas de combustible mediante el seguimiento de una partícula específica en la pila de combustible durante su uso.
El equipo de investigadores ha estudiado una pila de combustible completa desmontándola a intervalos regulares. Utilizando microscopios electrónicos avanzados, han podido seguir después cómo se degrada el electrodo del cátodo en zonas específicas durante los ciclos de uso. Estudios anteriores se han realizado en las llamadas semipilas, que son similares (pero no iguales) a la mitad de una pila de combustible y se llevan a cabo en condiciones que difieren significativamente de las de la pila de combustible real.
Una de las investigadoras del equipo que consiguió desarrollar el nuevo método.Universidad Tecnológica de Chalmers | Henrik Sandsjö
Mejor comprensión con nuevo método experimental
"Anteriormente se había asumido que el rendimiento se vería afectado si se desmontaba la pila de combustible y se estudiaba como lo hemos hecho, pero resultó que esta suposición no es correcta, lo cual es sorprendente", dice el líder de la investigación Björn Wickman, profesor asociado del Departamento de Física de Chalmers.
Los investigadores de Chalmers han podido explorar cómo se degrada el material de la pila de combustible tanto a nivel nanométrico como micrométrico, y determinar exactamente cuándo y dónde se produce la degradación. Esto proporciona información valiosa para el desarrollo de nuevas y mejores pilas de combustible con una vida útil más larga.
"Antes, sólo se podía observar el envejecimiento de las pilas de combustible tras su uso; ahora podemos observar la fase intermedia", afirma Linnéa Strandberg, estudiante de doctorado de Chalmers. "Poder seguir una única partícula elegida dentro de una zona específica nos ha permitido comprender mucho mejor los procesos de degradación. Un mayor conocimiento de estos procesos es un paso importante en el camino hacia el diseño de nuevos materiales para pilas de combustible o para ajustar el control de las mismas".
Pilas de combustible más duraderas
El Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) ha señalado que la mejora de la vida útil de las pilas de combustible es uno de los objetivos más importantes que hay que alcanzar para que los vehículos de hidrógeno alimentados con pilas de combustible puedan tener éxito comercial. Según la industria, un camión debe poder soportar entre 20.000 y 30.000 horas de conducción a lo largo de su vida útil , algo que un camión de hidrógeno alimentado con pilas de combustible no puede lograr hoy en día.
"Hemos sentado las bases para desarrollar mejores pilas de combustible. Ahora sabemos más sobre los procesos que tienen lugar en ellas y en qué momento de su vida útil se producen. En el futuro, este método se utilizará para desarrollar y estudiar nuevos materiales que puedan alargar la vida útil de las pilas de combustible", afirma Björn Wickman.
Cómo funciona una pila de combustible
El núcleo de una pila de combustible consta de tres capas activas, dos electrodos (ánodo y cátodo respectivamente) y una membrana conductora de iones en el medio. Cada celda individual proporciona un voltaje de aproximadamente 1 voltio. Los electrodos contienen material catalizador y se les añade hidrógeno y oxígeno. El proceso electroquímico resultante genera agua limpia y electricidad que se puede utilizar para propulsar un vehículo.
El articulo dice: Para que los vehículos pesados propulsados por hidrógeno sean una alternativa a los que funcionan con combustión, es esencial contar con pilas de combustible más eficientes y duraderas. Claro que el hidrogeno es una alternativa al motor de combustion. Pero, en la actualidad, el hidrogeno a quien tiene que ser una alternativa es al coche-transporte pesado electrico.
Cada vez que empresas relacionadas con el transporte o movilidad, deciden invertir en hidrogeno, cada vez que terminan cerrando por problemas varios.
Esta noticia, es del día 13-09-2024. Trenes sin poder repostar, hidrogeneras con los depósitos vacíos. Alemania se estrella con la realidad del hidrógeno Alemania está viendo como la falta de suministro de hidrógeno está paralizando la flota de vehículos del país, con furgonetas, coches e incluso trenes sin poder repostar sus depósitos.
A Toyota le paso lo mismo en EEUU, concretamente en California.
El artículo habla de mejora en las pilas de combustible. Llamado en movilidad, coche de hidrógeno.
Pero, el problema no esta en la mejora o no de la pila. El problema esta en el repostaje en las hidrogeneras. Por el motivo que sea, instalan las hidrogeneras pero, luego la mayoria de las veces no hay hidrogeno.
El hidrogeno hace veinte años, podria haber sido competitivo con los otros carburantes. Pero, actualmente, ni el hidrogeno, ni ningun otro carburante o combustible, es capaz de competir en rentabilidad, con la electricidad. (Coche eléctrico).
No quiero con mi comentario cerrar la puerta al hidrogeno. Bien por mejorar el sistema de la pila de combustible. Supongo que el hidrogeno, valdra para algo en concreto en la industria ¿Pero en el transporte?, "con la mejora de las baterias", "sobre todo las de electrolito solido", que ya estan a las puertas de dentro de dos, tres años como maximo. No le veo al hidrogeno futuro en el transporte por carretera.
Y en el transporte por aire y por mar posiblemente dentro de no mas de diez años, la electricidad sustituira a cualquier combustible.
Creo que esta noticia,de Mercedes, y lo que le ocurrio a Toyota, es suficiente para que las empresas se lo piensen antes de apostar por el hidrogeno en el transporte.
Otra noticia del dia 14-09-2024, que nos demuestra lo equivocada que estaba Toyota con su coche a hidrogeno, es que en China han tenido que cambiar a vender coches electricos, con motor y baterias con tecnologia de BYD. La noticia dice que la toda poderosa Toyota a decidido vender en China un coche electrico, Toyota bZ3C, con motor y baterias de BYD.
¿Donde estan sus buenos coches a hidrogeno? Resulta, que despues de ser una primera marca en fabricación de coches electricos, durante muchos años, ahora, por su cabezonería de apostar por el hidrogeno y los hibridos, se encuentra, que si quiere vender coches en China, tiene que hacerlo, con una tecnologia copiada y fabricada por otra marca que si que aposto en su momento por el coche electrico.
Esto es lo que puede ocurrir en Europa, si se sigue apostando por el hidrogeno para el transporte, y por los caros combustibles sinteticos.
Estas cabezonerias tienen un problema muy gordo, y es que una vez que toman el control, los que tienen la tecnologia y el mercado, ya no hay marcha atras para los demas. Creo que de eso los españoles sabemos bastante. Perdimos la iniciativa, hace cuatro siglos, y todavia, no nos hemos recuperado.
El futuro es movilidad y transporte electrico, movido con electricidad generada por energias renovables. Lo demas se esta demostrando que no puede competir, y en consecuencia no es rentable economicamente. Ya se pueden poner ciertas personas como quieran, lo que no es rentable economicamente, acaba, tarde o temprano desapareciendo.
Lo dicho, no es ir contra el "hidrogeno verde", pero a veces, no hay mas remedio que rendirse a la evidencia.
David Fernández Toledano
16/09/2024
Discrepo abiertamente con Galan en su comentario por varias razones: a) El principal problema del Hidrógeno verde (claro) actualmente es su nula producción. No se produce en cantidades industriales sencillamente porque no tiene mercado. Los consumidores de hidrógeno, como las refinerías, producen para su consumo propio y no hay más, de momento b) el coche eléctrico ha mostrado su fracaso desde el primer día. Lejos de ser una tecnología disruptiva, creo que va a tardar mas de 40 o 50 años en implementarse al nivel que creían los gobiernos y si no, no hay mas que ver los datos proporcionados por la actualización del PNIEC. Este año deberían circular por España más de 5 millones de vehículos eléctricos. Apenas hay 400.000. Su alto precio y la falta de puntos de recarga así como la falta de infraestructura para estos centros de recarga va a dificultar y mucho su implantación. c) Le veo futuro en autobuses urbanos, taxis, camiones y furgonetas de reparto urbano, ambulancias, coches de las fuerzas de seguridad, etc, pero no para uso particular. d)Qué batería necesita un barco de dimensiones de un petrolero? Qué autonomía tiene una batería para un camión de transporte internacional? Habrá baterías para todos? A lo mejor, en Europa sí, para el resto no se....
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galan
15/09/2024