Descripción del proyecto
EN LA ACTUALIDAD, ES ACUCIANTE EL DESARROLLO DE TECNOLOGIAS LIMPIAS Y SOSTENIBLES RELACIONADAS CON FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES, SIENDO EL HIDROGENO UN VECTOR ENERGETICO ALTERNATIVO. EN ESTE CONTEXTO, LOS DISPOSITIVOS DE MEMBRANA DE INTERCAMBIO PROTONICO COMO LAS PILAS DE COMBUSTIBLE (PEMFCS) O LOS ELECTROLIZADORES (PEMWES) ESTAN ENTRE LOS MAS COMPETITIVOS. LAS PEMFCS PRESENTAN VARIAS VENTAJAS (SON PEQUEÑAS, LIGERAS, DURADERAS, FUNCIONAN A BAJA TEMPERATURA Y TIENEN ALTAS DENSIDADES DE CORRIENTE). POR OTRO LADO, LOS PEMWES SON LOS MAS PROMETEDORES DEBIDO A SU ALTA POTENCIA Y COMPACIDAD INTRINSECAS. SIN EMBARGO, SU COMERCIALIZACION MASIVA ESTA OBSTACULIZADA PRINCIPALMENTE POR SU COSTE DE FABRICACION Y SU RELATIVA BAJA EFICIENCIA DEBIDO A LAS MEMBRANAS. POR LO TANTO, ES NECESARIO DESARROLLAR NUEVAS PEMS EFICIENTES, DURADERAS, ECONOMICAS Y AMIGABLES CON EL MEDIO AMBIENTE. EN PARTICULAR, SE PRECISAN MATERIALES EFICIENTES CON ALTA CONDUCTIVIDAD PROTONICA Y ESTABILIDAD EN UN INTERVALO AMPLIO DE HUMEDAD Y TEMPERATURA.H2-MOF ES UN PROYECTO COORDINADO ENTRE APMU DE IMDEA E Y SYPMAT DE UC3M Y TIENE COMO OBJETIVO EL DESARROLLO DE NUEVAS MEMBRANAS HIBRIDAS CONDUCTORAS PROTONICAS (PHMS) COMPUESTAS POR REDES METAL-ORGANICAS (MOFS) DE FOSFONATO COMBINADOS CON COPOLIMEROS MULTIBLOQUE ENTRECRUZADOS PARA SU USO EN DISPOSITIVOS ELECTROQUIMICOS QUE PRODUCEN ELECTRICIDAD (PEMFCS) E H2 VERDE (PEMWES). ESTAS PHMS PRESENTARAN, A PRIORI, LAS VENTAJAS DE AMBOS COMPONENTES: LOS COPOLIMEROS MULTIBLOQUE ENTRECRUZADOS CONDUCTORES IMPARTEN ESTABILIDAD MECANICA Y UN GRADO DE HIDRATACION MODERADO Y LOS MOFS MEJORAN LA CONDUCTIVIDAD IONICA DEBIDO A SU ALTA CAPACIDAD DE RETENCION DE AGUA INCLUSO A ALTAS TEMPERATURAS, AMPLIANDO ASI SU TEMPERATURA DE TRABAJO.CON ESTE FIN, SE PLANTEAN 4 OBJETIVOS: 1) SINTETIZAR NUEVOS MOFS Y COMPOSITES MEDIANTE 2 ESTRATEGIAS DISTINTAS: I) NUEVAS ESTRUCTURAS ROBUSTAS DE MOFS BASADAS EN LIGANDOS FOSFONATO Y CATIONES DE ALTA VALENCIA Y CONDUCTIVIDAD PROTONICA Y II) COMPOSITES BASADOS EN MOFS CONOCIDOS AUMENTANDO SU CONDUCTIVIDAD A TRAVES DE LA ASOCIACION DE ESPECIES (EJ. PORTADORES DE PROTONES, INTERCAMBIO DE CATIONES); 2) PARALELAMENTE, SE PREPARARAN PEMS DE MATRIZ POLIMERICA CON ALTA RESISTENCIA MECANICA Y RENDIMIENTO ELECTROQUIMICO BASADAS EN COPOLIMEROS MULTIBLOQUE ENTRECRUZADOS DE POLISULFONA Y POLIFENILSULFONA SULFONADAS; PARA 3) DESARROLLAR PHMS A MEDIDA MEDIANTE LA ASOCIACION DE MOFS Y PEMS PARA ALCANZAR LAS MEJORES PROPIEDADES MECANICAS Y ELECTROQUIMICAS Y, FINALMENTE, 4) ENSAYAR ESTOS ELECTROLITOS EN UNA MEA DE PEMFC Y PEMWE Y DESARROLLAR UN PROTOTIPO DE PEMWE EN COLABORACION CON LA EMPRESA H2GREEM. LA EXPERIENCIA COMPLEMENTARIA DE DOS GRUPOS RECONOCIDOS INTERNACIONALMENTE, APMU DE IME, EN MOFS Y ENERGIA; Y EL GRUPO SYPMAT DE UC3M EN ELECTROLITOS POLIMERICOS PARA FCS AND WES, JUNTO CON SUS COLABORACIONES INTERNACIONALES, PODRIAN GARANTIZAR EL EXITO DE ESTE PROYECTO ACTUAL Y DESAFIANTE. LOS GRUPOS HAN COLABORADO DURANTE LOS ULTIMOS TRES AÑOS EN EL DESARROLLO DE PEMS BASADAS EN MOFS PARA FCS. H2-MOF CONTRIBUIRA NO SOLO CIENTIFICAMENTE MEDIANTE EL DESARROLLO DE NUEVOS MATERIALES MULTIFUNCIONALES CON POTENCIAL EN DIFERENTES APLICACIONES ESTRATEGICAS (ENERGIA Y MEDIO AMBIENTE) SINO TAMBIEN SOCIOECONOMICAMENTE MEDIANTE EL DESARROLLO DE PEMFCS Y PEMWES EFICIENTES, DURADEROS Y SOSTENIBLES CON IMPACTO DIRECTO EN LAS ENERGIAS RENOVABLES Y EL H2 VERDE, LO QUE HA ATRAIDO LA ATENCION DE 7 EMPRESAS DEL AREA DE LOS MATERIALES Y LA ENERGIA.