Los científicos del Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Celulares (iCeMS) de Japón están liderando los esfuerzos para sintetizar materiales más fuertes y eficientes para membranas de celdas de combustible de hidrógeno. La mayoría de las pilas de combustible actualmente en el mercado emplean membranas líquidas. Una nueva membrana de vidrio de polímero de coordinación, reportado en la revista Ciencia química , funciona tan bien como sus homólogos líquidos con mayor resistencia y flexibilidad.

Las pilas de combustible de hidrógeno se alimentan de hidrógeno y oxígeno para producir electricidad. con agua como único subproducto. Estas pilas de combustible contienen 'membranas conductoras de protones' que facilitan la separación de las partículas positivas y negativas del hidrógeno. protones y electrones, un proceso que finalmente conduce a la producción de electricidad.

Los protones deben moverse fácilmente a través de estas membranas para que el proceso sea eficiente. Las membranas conductoras de protones actuales están hechas de líquidos y no pueden funcionar eficazmente en condiciones secas. haciendo su fabricación complicada y costosa. Los científicos están buscando formas de fabricar membranas sólidas a partir de electrolitos sin agua que brinden una mejor estabilidad mecánica y térmica que sus contrapartes líquidas. pero también son rentables y aún conducen bien los protones.

"Nuestro vidrio de polímero de coordinación funcionó mejor que los líquidos iónicos y los polímeros de coordinación cristalinos reportados recientemente, "dice Satoshi Horike, científico de materiales en el Instituto de Ciencias Integradas de Materiales Células (iCeMS) de la Universidad de Kioto, quien dirigió la investigación.

Horike, Tomohiro Ogawa y sus colegas en Japón fabricaron su membrana de vidrio de polímero de coordinación mezclando un "líquido iónico prótico" con iones de zinc. Los líquidos iónicos próticos son sales líquidas que se obtienen mezclando un ácido y una base. El equipo utilizó un líquido iónico prótico llamado dihidrogenofosfato de dietilmetilamonio. Agregar zinc a este líquido condujo a la formación de un sólido, vidrio polimérico elástico.

La estructura molecular del vidrio del polímero de coordinación facilitó el movimiento de protones a través de él en condiciones secas a 120 ° C. Cuando se prueba en una pila de combustible de hidrógeno, produjo alto voltaje (0,96 voltios), dentro del rango de las típicas membranas de electrolitos poliméricos. Su potencia de salida también fue similar a la de las membranas Nafion de uso común.

Ogawa cree que sus hallazgos ofrecen un enfoque interesante para el uso de polímeros de vidrio en aplicaciones de celdas de combustible. El equipo planea continuar su trabajo con el objetivo de lograr membranas de celdas de combustible con mayor rendimiento y estabilidad a largo plazo.