Científicos rusos han propuesto nuevas sustancias que pueden usarse para producir electricidad en celdas de combustible, que podría mejorar las condiciones operativas de estos dispositivos y también hacerlos más rentables.
Las celdas de combustible son dispositivos de generación que convierten la energía del combustible, sin quemarlo, en electricidad, con la liberación parcial de calor. No tienen superficies de fricción o desgaste y su coeficiente de rendimiento es mayor que el de las plantas utilizadas en la industria de la energía tradicional.
El más prometedor hasta la fecha, según los expertos, es el uso de pilas de combustible de óxido sólido —SOFC, por sus siglas en inglés—. Dado que en tal modificación de los dispositivos es posible usar combustibles de naturaleza diferente y su reacción con oxígeno (sin usar catalizadores costosos), el agua resultante se convierte en el producto de secundario.
“Para llevar a cabo una reacción química en una celda de combustible, es necesario que entre el cátodo y el ánodo haya una capa de material que conduce iones de oxígeno, un electrolito sólido”, explicó Natalia Kabanova, investigadora principal del equipo de la Universidad técnica estatal de Samara.
Hoy en día, los SOFC utilizan electrolitos basados en óxidos de circonio, capaces de transportar iones de oxígeno dentro de sí mismos solo a temperaturas muy altas, lo que empeora drásticamente la rentabilidad de los SOFC, agregó la experta.
Los investigadores han propuesto nuevos compuestos que contienen lantánidos con alta conductividad de iones de oxígeno que mejorarán la tecnología de producción de los SOFC y los harán más asequibles.
Los desarrolladores utilizaron un cribado computarizado de alto rendimiento basado en el análisis geométrico-topológico de las estructuras cristalinas para aislar los componentes más adecuados para los SOFC. Examinaron sustancias que contienen elementos lantánidos y aislaron 270 de los conductores de iones de oxígeno más prometedores, de los cuales 46 tenían una estructura interna diferente de los compuestos conocidos actualmente para los SOFC.
“Para sintetizar un nuevo tipo de conductor de iones de oxígeno, se puede ordenar todas las variantes posibles de sustancias o, utilizando métodos modernos de modelado por computadora de características físicas, predecir una serie de candidatos para la síntesis”, expuso Kabanova.
Fuente: Sputnik
