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Proyectos de investigación

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Nuevos composites basados en MOFs para el desarrollo de pilas de combustible

XIX Concurso Nacional para la adjudicación de Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia (Convocatoria 2018)

Energía renovable: materiales y procesos

Investigador Principal: Patricia Horcajada Cortés

Centro de investigación o Institución: IMDEA Energía.

Sinopsis

Este proyecto tiene como objetivo el desarrollo de nuevas tecnologías para la producción de energía sostenible. En particular, se centra en la preparación de nuevos materiales para su uso como electrolitos en pilas de combustible de tipo membrana de intercambio protónico (Proton Exchange Membrane Fuel Cells, PEMFCs). Para lograr este objetivo general, el proyecto se divide en 4 objetivos científicos: 

1. Diseño y síntesis de nuevos materiales porosos híbridos cristalinos conocidos como Redes Metal-Orgánicas o MOFs (por sus siglas en inglés, Metal-Organic Frameworks) como electrolitos en pilas de combustible;

2. Desarrollo de materiales composite a base MOFs y diferentes especies con conductividad ya probada;

3. Caracterización completa de los materiales previamente sintetizados, incluyendo la elucidación estructural y la evaluación de sus propiedades como conductores protónicos; y

4. Desarrollo de pilas de combustible.  

Hasta el momento, se han logrado sintetizar 13 nuevas estructuras tipo MOF basadas en ligandos polifosfonato y diferentes metales (Cu, Bi, Ni, etc.) con conductividades protónicas de moderadas a muy buenas, algunas de ellas entre las mejores reportadas para este tipo de materiales. Asimismo, se han desarrollado distintos materiales compuestos, ya sea introduciendo especies portadoras de carga o por intercambio catiónico en los MOFs, mostrando valores de conductividad similares a electrolitos comerciales empleados actualmente. Los materiales desarrollados presentan un gran potencial para ser empleados en pilas de combustible debido no solo a su conductividad sino también a una mejor ciclabilidad. Además, los materiales más prometedores se han incorporado en membranas poliméricas de distinta naturaleza para su integración en el dispositivo final, evaluando su conductividad y estabilidad. Destacar también que se han ensamblado las primeras pilas de combustible utilizando las membranas de MOFs como electrolito o los MOFs en la capa catalítica, obteniendo resultados prometedores en estas últimas.

 

Producción Científica
 
Artículos generados en Revistas 12
Comunicaciones en Congresos Nacionales 11
Comunicaciones en Congresos Internacionales 1

 

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