Investigadores de la Universidad de Leicester han logrado un gran avance en el reciclaje de pilas de combustible al desarrollar un método para separar eficazmente materiales catalizadores valiosos y membranas de polímeros fluorados (PFAS) de las membranas recubiertas de catalizadores (CCM).
Este desarrollo aborda importantes preocupaciones ambientales relacionadas con las PFAS. Se sabe que los PFAS, a menudo denominados "químicos permanentes", contaminan el agua potable y plantean graves riesgos para la salud. La Royal Society of Chemistry pide al gobierno que tome medidas para reducir los niveles de PFAS en el suministro de agua del Reino Unido.
Los ultrasonidos de alta potencia pueden separar rápidamente catalizadores valiosos de la membrana polimérica subyacente en menos de un minuto. Fuente de la imagen: Universidad de Leicester
Rompiendo membranas complejas recubiertas de catalizador
Las pilas de combustible y los electrolizadores de agua son componentes esenciales de los sistemas de energía de hidrógeno que impulsan automóviles, trenes y autobuses, y dependen de materiales catalíticos (CCM) que contienen metales preciosos del grupo del platino. Sin embargo, la fuerte adhesión entre la capa de catalizador y la membrana de PFAS dificulta el reciclaje.
Investigadores de Leicester han desarrollado un método escalable que utiliza remojo en disolventes orgánicos y ultrasonidos en agua para separar eficazmente estos materiales, revolucionando el proceso de reciclaje.
Los ultrasonidos de alta potencia pueden separar rápidamente catalizadores valiosos de la membrana polimérica subyacente en menos de un minuto. Fuente de la imagen: Universidad de Leicester
El Dr. Jake Yang, de la Facultad de Química de la Universidad de Leicester, afirmó: "Este método es simple y escalable. Ahora podemos separar las membranas de PFAS de los metales preciosos sin el uso de productos químicos agresivos, lo que revolucionará la forma en que se reciclan las pilas de combustible. Las pilas de combustible han sido aclamadas durante mucho tiempo como una tecnología innovadora para la energía limpia, pero el alto coste de los metales del grupo del platino se ha visto como una limitación. Una economía circular para estos metales acercará esta tecnología innovadora a la realidad".
Las cuchillas ultrasónicas reducen el tiempo de reciclaje a segundos
Sobre la base de este éxito, la investigación de seguimiento introdujo un proceso de estratificación continua utilizando un generador ultrasónico de cuchillas hecho a medida que utiliza ondas ultrasónicas de alta frecuencia para dividir la membrana y acelerar el reciclaje.
Los ultrasonidos de alta potencia pueden separar rápidamente catalizadores valiosos de la membrana polimérica subyacente en menos de un minuto. Fuente de la imagen: Universidad de Leicester
El proceso crea burbujas que colapsan bajo alta presión, lo que significa que el valioso catalizador se puede separar en cuestión de segundos a temperatura ambiente. Este proceso innovador es sostenible y económicamente viable, allanando el camino para una aplicación generalizada.
Esta investigación innovadora se llevó a cabo en asociación con Johnson Matthey, líder mundial en tecnologías sostenibles. Estas colaboraciones entre la industria, la universidad y la investigación resaltan la importancia de los esfuerzos conjuntos para impulsar el avance tecnológico.
Los ultrasonidos de alta potencia pueden separar rápidamente catalizadores valiosos de la membrana polimérica subyacente en menos de un minuto. Fuente de la imagen: Universidad de Leicester
Ross Gordon, científico investigador principal de Johnson Matthey, dijo: "El desarrollo de membranas catalizadoras de separación ultrasónica de alta intensidad revolucionará la forma en que reciclamos las pilas de combustible. Johnson Matthey se enorgullece de trabajar juntos para desarrollar estas soluciones pioneras para acelerar la adopción del hidrógeno y al mismo tiempo hacerlo más sostenible y económicamente viable".
A medida que la demanda de pilas de combustible sigue creciendo, este avance contribuye a la economía circular al permitir el reciclaje eficiente de componentes críticos de energía limpia. Los esfuerzos de los investigadores no sólo ayudan a que la tecnología de pilas de combustible logre un futuro más ecológico y económico, sino que también abordan desafíos medioambientales apremiantes.
Compilado de /ScitechDaily