Proyectos de investigación

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:  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; desarrollo de materiales composite a base MOFs y diferentes especies con conductividad ya probada; caracterización completa de los materiales previamente sintetizados, incluyendo la elucidación estructural y la evaluación de sus propiedades como conductores protónicos; y desarrollo de pilas de combustible.  

Durante el proyecto, se han logrado sintetizar más de 15 nuevas estructuras tipo MOF basadas en ligandos polifosfonato y diferentes metales (Cu, Bi, Ni, Zr, etc.). En general, estos nuevos materiales han presentado una conductividad protónica de muy buena a moderada, destacando aquellos basados en Bi y Zr, que no solo han mostrado valores de conductividad competitivos, sino también una excelente estabilidad térmica y química. 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, asociada a su robustez. Además, se evaluó la incorporación de los materiales más prometedores en membranas poliméricas de distinta naturaleza para su utilización en el dispositivo final, evaluando su estabilidad química y mecánica. Estas membranas se están estudiando actualmente ensambladas en pilas de combustible, considerando incluso la incorporación del MOF en la capa catalítica del dispositivo.