La espuma de níquel para celdas de combustible es un material altamente poroso basado en níquel, diseñado específicamente para funcionar como sustrato, colector de corriente y soporte de catalizador en diferentes tipos de celdas de combustible. Su estructura tridimensional de celdas abiertas y su excelente conductividad la hacen ideal para reacciones electroquímicas que requieren difusión eficiente de gases, transferencia de electrones y durabilidad en condiciones exigentes.

La espuma de níquel presenta una red celular interconectada con una porosidad superior al 95%. Esta alta porosidad proporciona una gran superficie, lo que la hace adecuada para aplicaciones que requieren una relación superficie-volumen elevada. Se utiliza ampliamente como sustrato fotocatalítico, como electrodo en sistemas fotoelectroquímicos y para el desarrollo de electrodos en celdas de combustible, incluyendo electrodos recubiertos de platino. En todos estos casos, maximizar la superficie es crucial, ya que mejora la velocidad de las reacciones superficiales y aumenta la eficiencia global.

Además, la espuma de níquel se emplea en supercondensadores como colector de corriente. Gracias a su diseño poroso y a sus propiedades mecánicas, también se utiliza para la reducción de vibraciones y la absorción de ruido.

Especificaciones del producto

Pureza: >99%

Forma: Lámina

Tamaño de celda (PPI): 110 PPI

Dimensiones: 200 × 200 mm × 0,5 mm

Porosidad: 95%-98%

Características

Alta superficie específica: Su estructura de celdas abiertas (porosidad de 95–98%) proporciona un área de contacto amplia para reacciones electroquímicas.

Excelente conductividad eléctrica: El níquel es conductor, facilitando la transferencia eficiente de electrones entre los electrodos y los circuitos externos.

Buena permeabilidad a gases y líquidos: Los poros interconectados permiten el paso uniforme de hidrógeno, oxígeno (o aire) y vapor de agua.

Resistencia a la corrosión y oxidación: Es estable en medios alcalinos y ciertas condiciones de celdas de combustible, garantizando una vida útil prolongada.

Funciones de la espuma de níquel en celdas de combustible

Capa de difusión de gases (GDL): En celdas de combustible de membrana polimérica (PEFC), las GDL basadas en espuma de níquel mejoran la distribución de oxígeno y agua, generando mayor densidad de corriente y potencia en comparación con alternativas tradicionales de fibra de carbono.

Soporte de electrodos y portador de catalizador: En celdas de combustible alcalinas, los sustratos de espuma de níquel -a menudo electrochapados con plata- reducen la resistencia óhmica y mejoran la eficiencia de la reacción de reducción de oxígeno. En celdas de metanol directo, su red porosa facilita una distribución uniforme del metanol y su oxidación.

Ventajas de rendimiento: La alta porosidad del material (generalmente 80–95%) permite una difusión eficiente de gases reactivos y la penetración del electrolito líquido, minimizando la resistencia interfacial y estabilizando los electrodos durante los cambios de volumen en las reacciones.

Rol de la espuma de níquel en diferentes tipos de celdas de combustible

Celdas de Combustible Alcalinas (AFC): La espuma de níquel se utiliza como sustrato de electrodos de difusión de gases, gestionando el flujo de gases y las reacciones electrodas.

Celdas de Combustible de Óxido Sólido (SOFC): La espuma de níquel aleada (por ejemplo, Ni-YSZ) funciona como soporte del ánodo, combinando resistencia mecánica con actividad catalítica.

Celdas de Combustible de Membrana de Intercambio de Proton (PEMFC): Aunque los sustratos basados en carbono son más comunes, la espuma de níquel puede emplearse en ciertos diseños para colectores de corriente y refuerzo de electrodos, especialmente cuando se requiere alta durabilidad.

Celdas de Metanol Directo (DMFC): Actúa como soporte de catalizador gracias a su amplia superficie específica.