SAI-Servicio de Actualización Informativa

SAI-Número: 2018/280

Jueves, 1 de Marzo de 2018


¿Sabías que con el cálculo, los investigadores identifican materiales prometedores de pilas de combustible de óxido sólido?


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Utilizando métodos computacionales avanzados, los científicos de materiales de la Universidad de Wisconsin-Madison han descubierto nuevos materiales que podrían acercar el uso comercial generalizado de las pilas de combustible de óxido sólido a la realidad.

Una pila de combustible de óxido sólido es esencialmente un motor que proporciona una forma alternativa de quemar combustibles fósiles o hidrógeno para generar energía. Estas celdas de combustible queman su combustible electroquímicamente en lugar de por combustión, y son más eficientes que cualquier otro motor de combustión práctico.

Como una tecnología de energía alternativa, las pilas de combustible de óxido sólido son una fuente de energía versátil y altamente eficiente que podría desempeñar un papel vital en el futuro de la energía. Las pilas de combustible de óxido sólido se podrían usar en una variedad de aplicaciones, desde servir como fuente de alimentación para edificios hasta aumentar la eficiencia del combustible en vehículos. Sin embargo, las celdas de combustible de óxido sólido son más costosas que las tecnologías de energía convencionales, y eso ha limitado su adopción.

"Mejores catalizadores de cátodo pueden permitir un funcionamiento a menor temperatura, lo que puede aumentar la estabilidad y reducir los costos, lo que le permite desconectar su edificio de la red eléctrica y alimentarlo con una pila de combustible de óxido sólido que funciona con gas natural", dice Dane Morgan. un profesor de ciencia e ingeniería de materiales en UW-Madison. "Si podemos llegar a ese punto con pilas de combustible de óxido sólido, la infraestructura de energía de muchos edificios en el país podría cambiar, y sería una gran transformación a una infraestructura de energía más descentralizada".

Dirigido por Morgan y Ryan Jacobs, científico del grupo de investigación de Morgan, un equipo de ingenieros de UW-Madison ha aprovechado las técnicas computacionales basadas en la mecánica cuántica para buscar nuevos materiales prometedores que permitan que las pilas de combustible de óxido sólido funcionen a temperaturas más bajas, con mayor eficiencia y vidas más largas. Su selección computacional de más de 2.000 materiales candidatos de una amplia clase de compuestos llamados perovskitas arrojó una lista de 52 posibles nuevos materiales de cátodo para las pilas de combustible de óxido sólido. Los investigadores publicaron detalles de su avance recientemente en la revista Advanced Energy Materials.

"Con esta investigación, hemos proporcionado recomendaciones específicas de compuestos prometedores que deberían explorarse más a fondo", dice Morgan, cuyo trabajo cuenta con el apoyo de la Fuerza Aérea de EE. UU. Y la National Science Foundation. "Algunos de los nuevos materiales de cátodos candidatos que identificamos podrían ser transformadores para las pilas de combustible de óxido sólido para reducir los costos".

Además de identificar nuevos materiales, el enfoque de los investigadores les permitió codificar principios de diseño de materiales que anteriormente se habían basado en la intuición y ofrecer sugerencias para mejorar los materiales existentes.


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