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Ciencia de los
Materiales
Membranas de Cerámica
31 de Diciembre de 2003.
 Los
automóviles que se moverán gracias al uso de células de combustible
están mucho más cerca de hacerse realidad gracias a las membranas de
cerámica que han diseñado los ingenieros del Argonne Laboratory, las
cuales permitirán extraer hidrógeno de forma eficiente y barata a partir
de combustibles fósiles convencionales.
Las células o pilas de combustible generan electricidad mediante el
proceso contrario a la electrólisis. Uniendo hidrógeno y oxígeno
obtienen agua como subproducto, así como energía eléctrica, que puede
usarse para mover un motor como los que impulsarán a los coches del
mañana, mucho más ecológicos.
El principal problema al que se enfrentan los ingenieros es la obtención
económica del hidrógeno que consumirán las células de combustible (el
oxígeno puede tomarse de la atmósfera). Instalar una red de distribución
de este gas tan volátil puede ser demasiado caro, dificultando la
competición con los motores convencionales.
Balu Balachandran y sus colegas de la Energy Technology Division, en el
laboratorio Argonne, ofrecen una solución a este problema: una membrana
cerámica permitirá extraer el hidrógeno directamente de los actuales
combustibles fósiles, evitando crear una red nueva de instalaciones que
produzcan este gas.
El método ya ha sido probado en el laboratorio, aunque con membranas de
pocos milímetros de diámetro. Los científicos, sin embargo, aseguran que
no habrá ninguna dificultad en construir otras mucho más grandes que
posibiliten su instalación en refinerías y gasolineras, para una
producción de hidrógeno a gran escala.
Los sistemas de membranas industriales se emplean para filtrar aguas
residuales o para separar gases. La mayoría funcionan como un tamiz,
dotadas de pequeños agujeros que dejan pasar sólo moléculas más pequeñas
que su diámetro. Dichas membranas no son aún suficientemente selectivas
como para aislar hidrógeno puro, de modo que en Argonne han dedicado sus
esfuerzos a construir una membrana cerámica que lo consiga.
Las membranas cerámicas carecen de poros y están hechas de materiales
conductores densos que sólo permiten el paso de electrones y ciertos
iones (átomos cargados). Ninguna molécula puede atravesarlas. La
membrana de Argonne está hecha de un material que sólo transporta
hidrógeno y electrones, de modo que puede separar hidrógeno puro para su
uso como combustible limpio o fertilizante.
El sistema tolera temperaturas de hasta 900 grados Celsius, lo que
permite aumentar la cantidad de hidrógeno que se puede hacer pasar a
través de la membrana. La materia prima de la que se extraerá el
hidrógeno será seguramente la misma que se emplea para fabricar gasóleo
líquido y otros combustibles para transporte, así como sustancias para
las industrias petroquímicas, para elaborar goma, plásticos y
fertilizantes. Se trata de una mezcla de hidrógeno y monóxido de
carbono, que se obtiene de hacer reaccionar gas natural (metano) con
oxígeno.
Información adicional en:
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