Investigadores de RTU MIREA han desarrollado nuevos materiales de electrodo para celdas de combustible de hidrógeno-oxígeno, según informó la universidad a "Pervyy Tekhnicheskiy". Los científicos descubrieron que el níquel poroso con nanopartículas de platino y níquel aplicadas en una proporción de 3:1 proporciona un 65% más de potencia que los materiales de carbono estándar.
Las celdas de combustible de hidrógeno convierten la energía química del hidrógeno y el oxígeno en electricidad, liberando solo agua pura. El principal problema para su implementación masiva es el alto costo y la baja eficiencia de los electrodos. Un equipo de científicos dirigido por Marina Lebedeva de RTU MIREA propuso una solución: en lugar de platino puro, utilizar nanopartículas bimetálicas de platino y níquel más asequible, y como sustrato base, níquel poroso en lugar del papel o tela de carbono tradicional.
Durante las pruebas de los prototipos de celdas de combustible, la muestra con níquel poroso y nanopartículas mostró una potencia específica de 67,2 mW/cm². Esto es significativamente más alto que los análogos de carbono. El secreto radica en la estructura del níquel poroso, que se asemeja a una esponja con múltiples canales y poros. Esta superficie asegura una distribución uniforme de las nanopartículas catalíticas y un acceso sin obstáculos del hidrógeno y el oxígeno a los sitios de reacción.
Los autores enfatizan que no solo probaron polvos en el laboratorio, sino que ensamblaron prototipos funcionales de conjuntos de membrana-electrodo, los componentes clave de una celda de combustible real. Las cifras obtenidas de corriente y potencia pueden servir como una guía directa para los ingenieros que diseñan nuevas fuentes de energía.
Además, el equipo científico está modificando las membranas poliméricas (el "corazón" de la celda de combustible) con nanopartículas de metales del grupo del platino. Esta modificación aumenta la potencia específica de la celda y prolonga su vida útil. Los científicos también propusieron por primera vez un método eficaz para evaluar los parámetros energéticos de las celdas de combustible utilizando una carga electrónica especial, lo que simplifica la obtención y el análisis de datos experimentales.
Los desarrollos de los científicos rusos pueden acelerar la aparición de automóviles de hidrógeno con una mayor autonomía, proporcionar energía a objetos remotos y convertirse en la base para la alimentación autónoma de la electrónica moderna.
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