DEGRADACIÓN DE MEAS COMERCIALES EN ELECTROLIZADORES PEM: UN ESTUDIO MULTIESCALA

Maffei H. - Tejera G. - Suárez M. - Humana R. - Luján L. - Muñoz P. - Falguerra T. - Correa G. - Díaz V.

Resumen:

Se evaluó la estabilidad de MEAs comerciales (Nafion® 115, Pt black 3 mg cm⁻² en ambos electrodos) en una celda PEM de 25 cm² con PTLs de titanio sinterizado, operada a 60 °C y presión atmosférica con agua ultrapura en recirculación. Las MEAs se sometieron a un protocolo de degradación acelerada de tres semanas, con períodos galvanostáticos de 168 h a 0,8 A cm⁻² intercalados con pausas de 12 h, seguido de una etapa de regeneración y una semana adicional de ensayo. Las curvas de polarización mostraron un desplazamiento progresivo hacia mayores sobrepotenciales, y la espectroscopía de impedancia evidenció un aumento de la resistencia aparente de la celda. Estos cambios son consistentes con un deterioro de los procesos de transporte de carga y masa, de la interfaz PTL–ánodo y de la membrana. El análisis del agua de recirculación reveló Cu, Zn y Al (0,72; 2,9 y 1,66 mg L⁻¹), lixiviados de componentes de latón del banco de pruebas, y 1,06 mg L⁻¹ de fluoruro, indicativo de ataque químico a la membrana PFSA por radicales HO•. Los resultados indican que la degradación surge de la combinación del ataque químico al ionómero y el envenenamiento del catalizador por metales lixiviados, que además limita la regeneración del sistema. Esto subraya la importancia de garantizar la compatibilidad de los materiales del banco de ensayo.

Detalles Bibliográficos
2026
Agencia Nacional de Investigacion e Innovación
Electrólisis PEM
Degradación
Hidrógeno
Ingeniería y Tecnología
Otras Ingenierías y Tecnologías
Español
Agencia Nacional de Investigación e Innovación
REDI
https://hdl.handle.net/20.500.12381/5743
Acceso abierto
Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional. (CC BY-NC-ND)
Resumen:
Sumario:Se evaluó la estabilidad de MEAs comerciales (Nafion® 115, Pt black 3 mg cm⁻² en ambos electrodos) en una celda PEM de 25 cm² con PTLs de titanio sinterizado, operada a 60 °C y presión atmosférica con agua ultrapura en recirculación. Las MEAs se sometieron a un protocolo de degradación acelerada de tres semanas, con períodos galvanostáticos de 168 h a 0,8 A cm⁻² intercalados con pausas de 12 h, seguido de una etapa de regeneración y una semana adicional de ensayo. Las curvas de polarización mostraron un desplazamiento progresivo hacia mayores sobrepotenciales, y la espectroscopía de impedancia evidenció un aumento de la resistencia aparente de la celda. Estos cambios son consistentes con un deterioro de los procesos de transporte de carga y masa, de la interfaz PTL–ánodo y de la membrana. El análisis del agua de recirculación reveló Cu, Zn y Al (0,72; 2,9 y 1,66 mg L⁻¹), lixiviados de componentes de latón del banco de pruebas, y 1,06 mg L⁻¹ de fluoruro, indicativo de ataque químico a la membrana PFSA por radicales HO•. Los resultados indican que la degradación surge de la combinación del ataque químico al ionómero y el envenenamiento del catalizador por metales lixiviados, que además limita la regeneración del sistema. Esto subraya la importancia de garantizar la compatibilidad de los materiales del banco de ensayo.