Hybrids membranes with potential for fuel cells – Part 3: extruded films of nanocomposites based on sepiolite and PC/sulfonated PC blends

Membranas híbridas con potencial para pilas de combustible - Parte 3: películas extruidas de nanocompuestos a base de sepiolita y mezclas de PC/sulfonado de PCMembranas híbridas con potencial para pilas de combustible - Parte 3: películas extruidas de nanocompuestos a base de sepiolita y mezclas de PC/sulfonado de PC

Las pilas de combustible basadas en polímeros son una alternativa a las matrices energéticas convencionales. Sin embargo, los materiales actualmente disponibles aún presentan desventajas a superar. Membranas de policarbonato (PC)/mezcla de policarbonato sulfonado (PCs)/nanocompuestos de sepiolita han sido previamente estudiadas por los autores, resultando en buenas propiedades mecánicas y prometedoras propiedades de transmisión de vapor y resistencia a la migración iónica. Sin embargo, su producción a gran escala sigue siendo un reto. El objetivo de este trabajo fue el desarrollo posterior de la formulación y procesado del material previamente estudiado. 

Se han preparado películas de mezclas de PC/PCs (50/50 wt%) con diferentes contenidos de arcilla sepiolita, con y sin modificación química, en un extrusor y se han evaluado por FTIR, XRD, DSC, TGA, DMA, resistencia a la tensión y transmisión de vapor de agua (WVT). Incluso después de dos pasos de procesamiento, los nanocompuestos basados en mezclas mantienen buenas propiedades térmicas y mecánicas. Sin embargo, se observaron cambios en la WVT con respecto a los datos obtenidos en estudios anteriores.

INTRODUCCIÓN

Las células de combustible se consideran el futuro de la energía limpia y sostenible, además de ser consideradas el paso a superar para el desarrollo y la aplicación de todas las nuevas tecnologías. El campo de búsqueda está impulsado por el problema crónico e inminente del agotamiento de la matriz energética basada en combustibles fósiles, además de los factores ambientales que son bien conocidos y discutidos en los medios de comunicación. Entre varias ventajas de las células de combustible en comparación con las tecnologías convencionales de energía, destacan la reducción de emisiones contaminantes, la mayor eficiencia y su simplicidad. 

En resumen, las células de combustible funcionan oxidando combustible en el ánodo, liberando electrones que se transportan a través de un electrólito al cátodo, donde reaccionan generando un subproducto y liberando calor. Este electrólito puede ser una membrana polimérica, que tiene como ventajas la posibilidad de aplicaciones a temperaturas más bajas, lo que conduce a un inicio más rápido del sistema, un menor grosor para el montaje y menos peso del dispositivo, implicando en células de combustible más pequeñas y portátiles, entre otras mejoras. Como desventajas, están la degradación mecánica, térmica y electroquímica de las membranas poliméricas.