DEGRADACIÓN DE MEAS COMERCIALES EN ELECTROLIZADORES PEM: UN ESTUDIO MULTIESCALA

Abstract

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.