Los químicos encuentran el camino hacia la implantación barata de las pilas de combustible de hidrógeno
Un nuevo catalizador con una eficacia casi idéntica a la del platino y un coste 475 veces menor
Las pilas de combustible de hidrógeno -que pueden alimentar eficazmente coches, generadores e incluso naves espaciales con mínimas emisiones de gases de efecto invernadero- son alternativas prometedoras y renovables a los motores de combustión y otras formas de energía contaminantes. Pero las pilas de combustible siguen siendo prohibitivamente caras, porque dependen del platino y de otros metales preciosos para que sus reacciones electroquímicas funcionen eficazmente.
Químicos de la Universidad de Cornell han descubierto ahora una clase de derivados de metales no preciosos que pueden catalizar las reacciones de las pilas de combustible casi tan bien como el platino, a una fracción del coste.
"Estos metales menos costosos permitirán un mayor despliegue de las pilas de combustible de hidrógeno", afirma Héctor D. Abruña, profesor del Departamento de Química de Cornell. "Nos alejarán de los combustibles fósiles y nos acercarán a las fuentes de energía renovables".
Los hallazgos del equipo se publicaron en la revista Science Advances.
Las pilas de combustible de hidrógeno convierten el hidrógeno directamente en electricidad con sólo agua y una pequeña cantidad de calor como subproductos. Una parte fundamental de la pila de combustible es la reacción de reducción de oxígeno (ORR), un proceso infamemente lento que tradicionalmente se acelera con platino y otros metales preciosos. Pero el platino puede tener un precio prohibitivo.
Las pilas de combustible alcalinas, más tolerantes, han ganado protagonismo, lo que plantea la posibilidad de que metales menos costosos, antes descartados por su vulnerabilidad a los entornos ácidos, puedan sustituir al platino en estas pilas de combustible más suaves de nueva generación. Abruña y su equipo se propusieron diseñar un material barato, apto para una pila de combustible alcalina, que condujera la electricidad y catalizara la reacción ORR con la misma eficacia que el platino.
El catalizador de nitruro de cobalto fue "el claro vencedor", dijo Abruña, con una eficacia casi idéntica a la del platino y con un coste 475 veces menor a partir del 2 de febrero.
Este ahorro puede contribuir a que las pilas de combustible de hidrógeno salgan finalmente del laboratorio y entren en la corriente principal. Si son asequibles, las pilas de combustible podrían sustituir a los motores de combustión y a las baterías de los coches con una alternativa sostenible que, alimentada con una dieta constante de hidrógeno, no necesita recargarse nunca y desperdicia tan sólo un 10% de la energía que se emplea para hacerla funcionar. En comparación, el motor de un coche típico desperdicia alrededor del 75% de su energía.
"Las pilas de combustible de hidrógeno son enormemente potentes y permiten funcionar con una eficiencia que simplemente no existe en los motores más tradicionales", dijo Abruña. "La gente reconoce que las pilas de combustible son el camino a seguir. El truco está en diseñar catalizadores estables y asequibles que lo hagan posible".
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