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A FONDO

Proyecto
Genecom

1

Generador portátil de energía basado en una pila de combustible de metanol directo para
aplicaciones de ocio y tiempo libre

Por Mayte Gil-Agustí, Inés Monfort,
Instituto Tecnológico
de la Energia (ITE)
Rubén Beneito, Agustín Merlos,
Instituto Tecnológico
del Juguete (AIJU)

E

n los últimos años las pilas de combustible de metanol directo (DMFC) han despertado ungran interés
debido a su gran potencial de aplicación.
Uno de los factores importantes implicados se debe a que el combustible se encuentra en estado líquido a temperatura
ambiente a diferencia de lo que ocurre con
el hidrógeno, por lo que presenta mejores
propiedades para su implantación como
vector energético.
A pesar de esta ventaja, uno de los problemas que presentan este tipo de pilas
es elcrossover de metanol, es decir, el
paso del metanol desde el ánodo al cátodo contaminando el material catalítico y empeorando su funcionamiento lo
que hace que las potencias alcanzadas
sean menores y la durabilidad más baja.
Así que uno de los principales puntos a
tratar para eliminar este problema estriba en el desarrollo de nuevas membranas reforzadas para impedir el paso del
combustible.
En elproyecto GENECOM se plantea co38_smartquimic

NUeVAs memBRANAs NAFiON®

El crossover del
metanol se ha
resuelto con nuevas
membranas
reforzadas para
impedir el paso del
combustible
mo objetivo general el desarrollo de un
generador portátil de energía basado en
una pila de metanol directo para aplicaciones de ocio y tiempo libre más eficiente.
Para ello se han desarrollado nuevas
membranas poliméricashíbridas optimizadas que se han caracterizado y evaluado electroquímicamente para obtener
las curvas de polarización. Se ha construido un stack con las MEAs desarrolladas,
y fi nalmente, se ha obtenido junto con
la electrónica de potencia un generador
compacto. En último lugar, se ha analizado la implicación medioambiental mediante el Análisis del Ciclo de Vida (ACV)
del generador de energíadesarrollado con
la finalidad de que sea un producto sostenible y competitivo en el mercado.

En el transcurso de los últimos años se
han realizado grandes esfuerzos en la
obtención de membranas duraderas y
de bajo coste que presenten comportamientos superiores a los comerciales.
Para aumentar las prestaciones de estas membranas cabe destacar la posibilidad de introducir refuerzos poliméricos
(blendaso composites) o la adición de
óxidos metálicos dispersados en la matriz principal tales como SiO2, TiO2, o
ZrO2. Con la incorporación de tales refuerzos se ha observado un incremento en el apantallamiento del crossover
al metanol.
En el marco de este proyecto se han preparado membranas híbridas de Nafion®
con refuerzos tanto orgánicos como inorgánicos (TiO2) mediante un procedimiento de castingcon espesores fi nales
sobre 50 µm. Se ha evaluado la capacidad
de hinchamiento, de intercambio iónico, conductividad de las membranas y
se han analizado las curvas de rendimiento en monocelda. Las membranas
desarrolladas han contenido diferentes
cargas de TiO2 (1-5%) y diferentes composiciones de polímeros (PVdF-HFP) sobre la matriz de Nafion®.
Los resultados de caracterización fisicoquímica delas membranas evalua-

IMPACTO
GLOBAL DEL STACK DESARROLLADO EN EL GENECOM
Diagrama de flujo del impacto de los procesos implicados en la construcción del Stack
1p
STACK DMFC

6,74
5,76 Kg
Drilling, convencional, aluminium
/RER U

9,55 Kg
Aluminium, primary liquid,
at plant/RER U

7,36

462 MJ
Electricity from coal B250

9,55 Kg
Aluminium, primary,
at plant/RER U

6,74

7,45
14 Kg
Aluminium,production mix,
at plant/RER U

1,51 E3 MJ
Electricity Spain
B250

3,68

7,77

11,4

7,15 Kg
Miling, aluminium, small parts
/RER U

4,98
40 p
MEMBRANE

1p
METALIC
STRUCTURE

80 p
ELECTRODES

8,14

12

4,21

CONTRIBUCIÓN DE LOS DIFERENTES IMPACTOS SOBRE LOS TRES ELEMENTOS PRINCIPALES QUE COMPONEN EL STACK
Carcinogens Respiratory organics Respiratory inorganics Climate change Radiation Ozone layer...