Nueva celda de combustible tiene suficiente jugo para drones y submarinos.

Nueva celda de combustible tiene suficiente jugo para drones y submarinos.

Una nueva célula de combustible de alta potencia funciona al doble del voltaje de las células de combustible comerciales de hoy, según una nueva investigación.

La industria del transporte es uno de los mayores consumidores de energía en la economía de los EE. UU., Y existe una creciente demanda para que sea más limpia y eficiente. Mientras más personas usan automóviles eléctricos, diseñar aviones, barcos y submarinos eléctricos es mucho más difícil debido a los requisitos de energía y energía.

Los investigadores han desarrollado una celda de combustible de borohidruro directo que avanza la tecnología en esta área. Este avance utilizando una interfaz bipolar de microescala (PMBI) habilitada con gradiente de pH único podría alimentar una variedad de modos de transporte, incluidos vehículos submarinos no tripulados, aviones no tripulados y, eventualmente, aviones eléctricos, a un costo significativamente menor.

"La interfaz bipolar de microescala con gradiente de pH está en el corazón de esta tecnología", dice Vijay Ramani, profesor de ingeniería energética, ambiental y química en la Universidad de Washington en St. Louis. "Nos permite operar esta celda de combustible con reactivos líquidos y productos en sumergibles, en los que la flotabilidad neutra es crítica, al tiempo que nos permite aplicarla en aplicaciones de mayor potencia, como el vuelo con drones".

La celda de combustible utiliza un electrolito ácido en un electrodo y un electrolito alcalino en el otro electrodo. Por lo general, el ácido y el álcali reaccionarán rápidamente cuando entren en contacto entre sí. Ramani dice que el avance clave es el PMBI, que es más delgado que una hebra de cabello humano. Usando la tecnología de membrana, el PMBI puede evitar que el ácido y los álcalis se mezclen, formando un gradiente de pH agudo y permitiendo el funcionamiento exitoso de este sistema.

"Los intentos anteriores para lograr este tipo de separación ácido-alcalino no pudieron sintetizar y caracterizar completamente el gradiente de pH a través del PMBI", dice Shrihari Sankarasubramanian, un científico investigador del equipo de Ramani. "Al utilizar un diseño novedoso de electrodos junto con técnicas electroanalíticas, pudimos demostrar inequívocamente que el ácido y el álcali permanecen separados".

"Una vez que se demostró que el PBMI sintetizado con nuestras membranas novedosas funciona de manera eficaz, optimizamos el dispositivo de celda de combustible e identificamos las mejores condiciones operativas para lograr una celda de combustible de alto rendimiento", agrega el autor principal Zhongyang Wang, un doctorado candidato en el laboratorio de Ramani.

"Ha sido un camino tremendamente desafiante y gratificante para el desarrollo de las nuevas membranas de intercambio iónico que ha permitido al PMBI".

"Esta es una tecnología muy prometedora, y ahora estamos listos para pasar a escalarla para aplicaciones tanto en sumergibles como en aviones no tripulados", dice Ramani.

La investigación aparece en naturaleza de la Energía. La Oficina de Investigación Naval de la Universidad de Washington en St. Louis y el Instituto de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Washington en St. Louis apoyaron el estudio. El equipo está trabajando con la Oficina de Gestión de Tecnología de la universidad para explorar oportunidades de comercialización.

Fuente: Universidad de Washington en St. Louis

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