Las pilas de combustible son fuentes de energía libres de contaminación que convierten la energía química en electricidad con alta eficiencia y cero emisiones. Coches de pila de combustible, camiones y los autobuses permitirían a las personas viajar largas distancias con un reabastecimiento de combustible conveniente y menos huella de carbono.

Investigadores de la Universidad de Delaware están trabajando en tecnología para hacer que las celdas de combustible sean más baratas y más potentes, de modo que los vehículos con celdas de combustible puedan ser una opción viable para todos algún día. La investigación tradicional sobre pilas de combustible incluye pilas de combustible de hidrógeno, pero los investigadores de la UD están diseñando pilas de combustible que utilizan amoniaco en su lugar.

En un nuevo análisis publicado en la revista Joule , un equipo de ingenieros del Centro de Ciencia y Tecnología Catalítica descubrió que entre los combustibles producidos a partir de energía renovable, el amoníaco tiene el costo más bajo por galón equivalente de gasolina.

"Como combustible líquido a base de nitrógeno, El amoníaco es más barato de almacenar y distribuir que el hidrógeno y evita las emisiones de dióxido de carbono de otros combustibles líquidos. que son costosos de capturar ", dijo Brian Setzler, uno de los autores principales y asociado postdoctoral en la UD.

Los desafios, sin embargo, son que el amoníaco no funciona en una celda de combustible de membrana de intercambio de protones; y que el amoniaco es más difícil de oxidar que el hidrógeno, lo que hace que las pilas de combustible de amoníaco produzcan menos energía que las pilas de combustible de hidrógeno. El equipo resolvió el primer problema utilizando celdas de combustible de membrana de intercambio de hidróxido que se han estudiado durante más de una década en el laboratorio de Yushan Yan. Profesor Distinguido de Ingeniería en la UD. Con la ayuda de una subvención de $ 2.5 millones del programa REFUEL de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) en el Departamento de Energía de EE. UU. El equipo de UD diseñó una membrana de celda de combustible que puede operar a temperaturas más altas para acelerar la oxidación del amoníaco. También identificaron catalizadores que no estaban envenenados por amoníaco.

"Con estas mejoras, Hemos demostrado un nuevo prototipo de pila de combustible de amoníaco directo con una densidad de potencia máxima de 135 milivatios por centímetro cuadrado, que cierra gran parte de la brecha de rendimiento en comparación con el hidrógeno, "dijo el investigador asociado Yun Zhao, el autor principal del artículo que ha estado trabajando en pilas de combustible de amoníaco directo desde 2016.