Células para ácido fórmico
La eficiencia teórica de convertir energía química en energía eléctrica en celdas de combustible puede alcanzar el 100%. Por ciento, pero hasta ahora el mejor de ellos es el hidrógeno: tienen una eficiencia de hasta el 60%, pero las celdas de combustible basadas en ácido fórmico tienen la posibilidad de alcanzar este 100% teórico. Son económicas, mucho más ligeras que las anteriores y, a diferencia de las baterías convencionales, brindan la posibilidad de funcionamiento continuo. Vale la pena recordar que la eficiencia de los motores de combustión interna de baja presión es solo del 20% aproximadamente. dice el Dr. Hub. Inglés Andrzej Borodzinski de IPC PAS.
Una pila de combustible es un dispositivo que convierte la energía química en electricidad. La corriente se genera directamente como resultado de la combustión del combustible en presencia de catalizadores utilizados en el ánodo y el cátodo de la celda. El mayor obstáculo para la popularización de las pilas de hidrógeno es el almacenamiento de hidrógeno. Este problema ha demostrado ser extremadamente difícil desde un punto de vista técnico y aún no ha sido resuelto con soluciones satisfactorias. Compitiendo con las celdas de hidrógeno están las celdas de metanol. Sin embargo, el metanol en sí mismo es una sustancia tóxica, y los elementos que lo consumen deben construirse utilizando costosos catalizadores de platino. Además, las celdas de metanol tienen poca potencia y funcionan a una temperatura relativamente alta y, por lo tanto, potencialmente peligrosa (alrededor de 90 grados).
Una solución alternativa son las pilas de combustible de ácido fórmico. Las reacciones transcurren a temperatura ambiente, y la eficiencia y potencia de la celda son claramente superiores a las del metanol. Además, el ácido fórmico es una sustancia fácil de almacenar y transportar. Sin embargo, la operación estable de la celda de ácido fórmico requiere un catalizador eficiente y duradero. El catalizador que desarrollamos originalmente tiene una actividad más baja que los catalizadores de paladio puro utilizados hasta ahora. Sin embargo, la diferencia desaparece después de dos horas de funcionamiento. Mejorando. Mientras que la actividad del catalizador de paladio puro continúa disminuyendo, la nuestra es estable”, dice el Dr. Borodzinsky.
La ventaja del catalizador desarrollado en IPC Surfactante, que es especialmente importante desde el punto de vista económico, es que conserva sus propiedades cuando opera en ácido fórmico de baja pureza. Este tipo de ácido fórmico se puede producir fácilmente en grandes cantidades, incluso a partir de biomasa, por lo que el combustible para nuevas células puede ser muy económico. El ácido fórmico derivado de la biomasa sería un combustible completamente verde. Los productos de las reacciones que ocurren con su participación en las celdas de combustible son agua y dióxido de carbono. Este último es un gas de efecto invernadero, pero la biomasa se obtiene de las plantas que la absorben durante su crecimiento. Como resultado, la producción de ácido fórmico a partir de biomasa y su consumo en las células no cambiaría la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. El riesgo de contaminación ambiental por ácido fórmico también es bajo.
Las celdas de combustible de ácido fórmico encontrarán muchas aplicaciones. ¿Será su utilidad especialmente alta en dispositivos electrónicos portátiles? teléfonos móviles, portátiles, GPS. Estos elementos también se pueden instalar como fuentes de energía para vehículos que van desde sillas de ruedas hasta bicicletas eléctricas y yates.
En IPC PAS, la investigación ahora está comenzando con las primeras baterías construidas a partir de celdas de combustible de ácido fórmico. Los científicos esperan que un prototipo de un dispositivo comercial esté listo en unos pocos años.
basado en los materiales del Instituto de Química Física PAN
