Nueva membrana compuesta a base de fosfato de circonio y líquidos iónicos para pilas de combustible de PEM a altas temperaturas

Resumen

Las membranas compuestas, formadas por fosfato de circonio (ZrP) y líquidos iónicos (LI) basados en imidazol y con un soporte de politetrafluoroetileno (PTFE), se prepararon y evaluaron para su aplicación en pilas de combustible para membranas de intercambio protónico (PEM), que operan a 200 °C. Los resultados experimentales que se informan aquí demuestran que la membrana sintetizada tiene una alta conductividad de protones de 0,07 S cm^-1, es decir, 70 % de la informada para Nafion. Además, las membranas compuestas ofrecen una conductividad muy alta de protones de 0,06 S cm^-1 cuando se las procesa a 200 °C en condiciones completamente anhidras. Las imágenes del microscopio electrónico de barrido (SEM, por sus siglas en inglés) indican la formación de partículas muy pequeñas, con diámetros en el rango de 100-300 nm, dentro de los poros del PTFE. El análisis termogravimétrico (TGA, por sus siglas en inglés) muestra una pérdida de peso máxima del 20 % a hasta 500 °C para la membrana sintetizada. El aumento en la conductividad de los protones se atribuye a la creación de múltiples vías conductoras de protones dentro de la matriz de la membrana. El componente de LI actúa como un puente de protones. Por lo tanto, estas membranas tienen potencial de aprovechamiento en pilas de combustible de PEM, que operan a temperaturas de alrededor de 200 °C.