Corrosion behaviour of high temperature fuel cells: Issues for materials selection

Comportamiento frente a la corrosión de las pilas de combustible de alta temperatura: Cuestiones para la selección de materiales

La corrosión de los componentes de aleación de las pilas de combustible es un problema recurrente que, en la actualidad, ha provocado fallos y un bajo rendimiento de las pilas de combustible. Este problema es más importante en los sistemas de alta temperatura, como las pilas de combustible de carbonato fundido y de óxido sólido, que funcionan por encima de los 600 °C. Muchos grupos han abordado los problemas de corrosión en el cátodo y el ánodo, pero no en componentes como los colectores de corriente. En este contexto, la selección de los materiales es una cuestión clave. Comparando diferentes experimentos se puede concluir que la elección del acero inoxidable (SS) es una buena elección. En particular, el SS316L es una buena elección, pero las pruebas a largo plazo muestran una alta degradación de los componentes. Esta degradación se debe principalmente a la migración (difusión) de elementos en la capa de óxido y en el material base. Por lo tanto, se necesitan más estudios para analizar en profundidad este comportamiento. Esto permitirá mejorar las composiciones de las aleaciones para mitigar la degradación y diseñar aleaciones que muestren un rendimiento estable de la pila de combustible.

INTRODUCCIÓN

La tecnología de las pilas de combustible es una de las más prometedoras y actualmente existe una gran necesidad de optimización de los componentes que intervienen en las pilas de combustible. Una pila de combustible típica se basa en el concepto de conversión de combustible en electricidad mediante una reacción electroquímica. La pila de combustible convierte el combustible a base de hidrógeno en electricidad mediante una reacción electroquímica con oxígeno u otros agentes oxidantes. La pila de combustible puede producir electricidad siempre que se suministre combustible, lo que constituye una de las principales ventajas del sistema. Hoy en día existen muchos tipos de pilas de combustible que funcionan con diferentes parámetros y condiciones. En concreto, existen cinco tipos principales de pilas de combustible, que se diferencian entre sí por su electrolito. Cada tipo de pila de combustible tiene sus ventajas e inconvenientes.

Pila de combustible de membrana de electrolito polimérico (PEMFC)

Una pila de combustible PEM utiliza un electrolito polimérico sólido. Una pila de combustible PEM utiliza un electrolito polimérico sólido. Una pila de combustible PEM utiliza un electrolito polimérico sólido (membrana similar al teflón), que es aislante para los electrones y buen conductor para los protones, para intercambiar los iones entre dos electrodos porosos. Estos tipos de pilas de combustible pueden funcionar a temperaturas tan bajas como 100 °C.

Las ventajas de la pila de combustible PEM son su alta densidad de potencia y su rápida puesta en marcha. Las bajas temperaturas de funcionamiento hacen que esta tecnología sea competitiva en aplicaciones comerciales y de transporte.