PILA DE COMBUSTIBLE ALIMENTADA CON HIDRÓGENO.

1. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, que comprende:



- un compartimento anódico (12),

- un compartimento catódico (13), y

- un electrolito membrana (11) que se ubica entre el compartimento anódico (12) y el compartimento catódico (13),

caracterizada porque el compartimento catódico (13) comprende:

- un segundo electrodo (7) de difusión de gas, ubicado a continuación del electrolito membrana (11), en la cara opuesta al compartimento anódico (12),

- un segundo colector de corriente (8) de rejilla, situado a continuación del segundo electrodo (7), en la cara opuesta al electrolito membrana (11),

- una placa columnar (9), ubicada a continuación del segundo colector de corriente (8), en la cara opuesta al electrodo (7), y que comprende:

- una placa base (18) o una distribución de columnas (19) en la que un extremo de las columnas (19) parte de la placa base (18) y el extremo opuesto está en contacto con el segundo colector de corriente (8).

2. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 1, caracterizada porque el compartimento anódico (12) comprende:

- una placa soporte (1) ranurada,

- un conducto de entrada de gas(15) conectados a la placa soporte (1),

- un conducto de salida (16) de agua y gas conectado a la placa soporte (1),

- un primer colector de corriente (2) de rejilla, en contacto con la cara de la placa soporte (1) más próxima al electrolito membrana (11), y

- un primer electrodo (3) de difusión de gas, ubicado entre el primer colector de corriente (2) de rejilla y el electrolito membrana (11).

3. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 2, caracterizada porque el compartimento anódico (12) comprende adicionalmente una membrana hidrofílica (5), ubicada a continuación de la placa soporte (1), en la cara opuesta al primer colector de corriente (2).

4. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 2, caracterizada porque el compartimento anódico (12) comprende adicionalmente un depósito externo (10), conectado a la placa soporte (1) a través del conducto de salida (16) de agua y gas.

5. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 2, caracterizada por que el compartimento anódico (12) comprende adicionalmente unas primeras juntas (4) estancas, ubicadas a ambos lados del primer colector de corriente (2) de rejilla.

6. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 3, caracterizada por que el compartimento anódico (12) comprende adicionalmente una placa de fijación (6) ubicada a continuación de la membrana hidrofílica, en la cara opuesta a la placa soporte (1).

7. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 3, caracterizada por que el compartimento anódico (12) comprende adicionalmente unas segundas juntas (17) estancas, situadas a ambos lados de la membrana hidrofílica (5).

8. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende adicionalmente unos elementos de fijación (14) que mantienen unido al compartimento anódico (12), con el compartimento catódico (13) y con el electrolito membrana (11).

9. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según las reivindicaciones 1, 2, 3, 5, 6, 7 y 8, en la que la placa columnar (9), el segundo colector de corriente (8), el electrolito membrana (11), las primeras juntas estancas (4), las segundas juntas estancas (17), la placa soporte (1), la membrana hidrofilica (5) y la placa de fijación (6) comprenden adicionalmente unos orificios por los que atraviesan los elementos de fijación (14) que son unos tornillos pasantes.

10. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 2, en la que el primer colector de corriente (2) es una rejilla metálica conductora.

11. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 10, en la que el compartimento anódico (12) comprende adicionalmente una estructura posicionada entre el primer electrodo (3) y la placa soporte (1), sobre la que está montado el primer colector de corriente (2), y que permite la conexión eléctrica de la rejilla a un circuito eléctrico externo.

12. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 1, en la que la distribución de columnas (19) de la placa columnar (9) es una matriz de columnas que se dispone en una red cuadrada o hexagonal, con un espacio intercolumnar de 1-4 mm, un radio de columnas de 0.5-2 mm, y una altura de columnas de 1-1.5 cm.

13. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 2, en la que la placa de soporte (1) ranurada está fabricada en un polímero de alta rigidez y resistente al agua.

14. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 10, en la que la rejilla está recubierta de una capa de un material seleccionado entre oro y carbono.

15. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 6, en la que la cara interior de la placa de fijación (6) está recubierta de un material hidrófilo.

16. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 1, en la que el segundo colector de corriente (8) es una rejilla metálica conductora.

17. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según las reivindicaciones 5 y 7, en la que las primeras juntas (4) y las segundas juntas (17) son de un material seleccionado entre silicona, teflón y poliimida.

18. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 2, en la que el primer electrodo (3) de difusión de gas está formado a partir de fibras de carbono hidrofobizadas, recubierto de una capa microporosa de negro de carbón y una película de platino soportado sobre carbono, junto con un ionómero de ácido perfluorosulfónico.

19. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 1, en la que la placa columnar (9) es de un material rígido seleccionado entre acero, aluminio, alumina, mullita y polímero rígido.

20. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 1, en la que la distribución de columnas (19) está recubierta de un material hidrófilo.

21. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 1, en la que el segundo colector de corriente (8) está recubierto de una capa de un material seleccionado entre oro, negro de carbón y nafion.

22. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 1, en la que el segundo electrodo (7) de difusión de gas está formado a partir de fibras de carbono hidrofobizado, recubierto de una capa microporosa de negro de carbón y una película de platino soportado sobre carbono, junto con un iómero de ácido perfluorosulfónico.

23. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 1, en la que el electrolito membrana (11) es un polímero conductor protónico, de 20 a 120 micras de espesor.

24. Pila de combustible alimentada con hidrógeno, según la reivindicación 1, en la que el compartimento anódico (12), el compartimento catódico (13) y el electrolito membrana (11) son de forma circular.

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201930869.

Solicitante: CENTRO DE INVESTIGACIONES ENERGETICAS, MEDIOAMBIENTALES Y TECNOLOGICAS (CIEMAT).

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: FERREIRA APARICIO,Paloma, MARTÍNEZ CHAPARRO,Antonio, FOLGADO MARTÍNEZ,María Antonia, CONDE LÓPEZ,Julio José, DAVID,De Rafael Valdivia, MIGUEL VERDUGO,Francisco José.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01M8/1097

PDF original: ES-1232498_U.pdf

 

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