Improved Electrodes for High Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cells using Carbon Nanospheres
| dc.contributor.author | Zamora, Hector | |
| dc.contributor.author | Plaza, Jorge | |
| dc.contributor.author | Cañizares, Pablo | |
| dc.contributor.author | Lobato, Justo | |
| dc.contributor.author | Rodrigo, Manuel Andrés | |
| dc.date.accessioned | 2024-02-01T18:20:56Z | |
| dc.date.available | 2024-02-01T18:20:56Z | |
| dc.date.issued | 2016-04-14 | |
| dc.identifier.citation | Zamora, H., Plaza, J., Cañizares, P., Lobato, J., & Rodrigo, M. A. (2016). Improved Electrodes for High Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cells using Carbon Nanospheres. ChemSusChem, 9(10), 1187-1193. 10.1002/cssc.201600050 | es |
| dc.identifier.issn | 1864-564X | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10115/29449 | |
| dc.description | El artículo evalúa el uso de nanoesferas de carbono (CNS) en capas microporosas (MPL) de electrodos de células de combustible de membrana de intercambio de protones de alta temperatura (HT-PEMFC) y compara las características y el rendimiento con los obtenidos utilizando MPL convencionales basadas en negro de carbono. Se realizó una evaluación de parámetros como la estabilidad electroquímica, conductividad eléctrica, hidrofobicidad, área superficial de Brunauer–Emmett–Teller (BET) y permeabilidad al gas de las MPL preparadas con CNS. Además, se llevó a cabo una prueba de vida corta en una célula de combustible para evaluar el rendimiento bajo condiciones de estrés acelerado. Los resultados demuestran que CNS es una alternativa prometedora a los materiales carbonosos tradicionales debido a su alta estabilidad electroquímica y buena conductividad eléctrica, adecuada para ser utilizada en esta tecnología. El aumento del interés en el estudio de diferentes fuentes de energía y tecnologías alternativas para la transformación de energía ha llevado a investigar las células de combustible, especialmente las de membrana de intercambio de protones (PEMFC), debido a sus numerosas ventajas como alta eficiencia, densidad de potencia y emisiones cercanas a cero. En particular, las PEMFC de alta temperatura (HT-PEMFC) operan a temperaturas superiores a 100 °C y presentan ventajas sobre las convencionales de baja temperatura (LT-PEMFC). Sin embargo, estas condiciones operativas requieren nuevos materiales para membranas, diferentes a los polímeros utilizados típicamente en LT-PEMFC. El ensamble membrana-electrodo (MEA) es el componente clave de las PEMFC. Las capas microporosas (MPL) mejoran la difusión de los reactantes y productos y minimizan la resistencia de contacto eléctrico entre la capa de catalizador y las placas bipolares. Aunque comúnmente se usa negro de carbono para fabricar las MPL en HT-PEMFC, este material presenta limitaciones relacionadas con su estabilidad termoquímica y corrosión bajo condiciones ácidas, lo que motiva la búsqueda de nuevos materiales. En este contexto, se evaluó el uso de CNS como electrodos para HT-PEMFCs. Se realizaron caracterizaciones físicas, químicas y electroquímicas de los electrodos preparados con este material. Se llevaron a cabo pruebas de células de combustible para verificar la viabilidad y características principales de la operación de celda única, incluyendo una prueba de vida corta. Los resultados muestran que los electrodos preparados con CNS presentan una estabilidad electroquímica mejorada bajo las condiciones experimentales aplicadas en comparación con las MPL basadas en CB. Además, se observa una ligera mejora en el rendimiento de la célula de combustible con electrodos de CNS, con una disminución de la densidad de potencia ligeramente menor durante la prueba de vida. Estos hallazgos sugieren que CNS es un material prometedor para su uso en HT-PEMFCs y abre la puerta a estudios adicionales para mejorar tanto el rendimiento como la durabilidad de estas células. | es |
| dc.description.abstract | This work evaluates the use of carbon nanospheres (CNS) in microporous layers (MPL) of high temperature proton exchange membrane fuel cell (HT-PEMFC) electrodes and compares the characteristics and performance with those obtained using conventional MPL based on carbon black. XRD, hydrophobicity, Brunauer–Emmett–Teller theory, and gas permeability of MPL prepared with CNS were the parameters evaluated. In addition, a short life test in a fuel cell was carried out to evaluate performance under accelerated stress conditions. The results demonstrate that CNS is a promising alternative to traditional carbonaceous materials because of its high electrochemical stability and good electrical conductivity, suitable to be used in this technology. | es |
| dc.language.iso | eng | es |
| dc.publisher | Wiley | es |
| dc.subject | HTPEMFC | es |
| dc.subject | Carbon Nanospeheres | es |
| dc.subject | PBI | es |
| dc.title | Improved Electrodes for High Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cells using Carbon Nanospheres | es |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/article | es |
| dc.identifier.doi | 10.1002/cssc.201600050 | es |
| dc.rights.accessRights | info:eu-repo/semantics/openAccess | es |
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