Un equipo de investigación de la Universidad de Tohoku en Japón ha descubierto un nuevo material que puede mejorar el rendimiento de las pilas de combustible en condiciones de temperatura media. Este logro, publicado en 2025 en el *Journal of the American Chemical Society*, proporciona una nueva dirección para resolver los cuellos de botella tecnológicos de las pilas de combustible de temperatura media.
Actualmente, la mayoría de las pilas de combustible necesitan operar por encima de los 500 °C, mientras que el nuevo material desarrollado, dióxido de titanio dopado con niobio, puede lograr una conducción iónica eficiente en el rango de temperatura media de 200 a 500 °C. Los estudios muestran que el dopaje con niobio no solo mejora la conductividad electrónica, sino que también estabiliza la estructura cristalina y promueve la difusión de protones, aumentando la capacidad de absorción de hidrógeno del material entre 10 y 100 veces.
El profesor asistente Tomoyuki Yamazaki de la Universidad de Tohoku declaró: “Este tipo de materiales es crucial para el desarrollo de dispositivos de energía de hidrógeno de próxima generación, como pilas de combustible y membranas de separación de hidrógeno. Estos dispositivos ayudan a convertir el hidrógeno en electricidad o a producir hidrógeno de manera más eficiente, apoyando así la transición hacia una sociedad sostenible y baja en carbono.”
El equipo de investigación utilizó un electrolito de vidrio conductor de protones especialmente diseñado para realizar mediciones, separando con precisión los efectos de conducción de protones y electrones. Los resultados de las mediciones mostraron que la conductividad protónica de este material es superior a la de la mayoría de los electrolitos conocidos en el mismo rango de temperatura. El profesor Takahisa Omata de la Universidad de Tohoku señaló: “Este trabajo presenta un nuevo concepto: el dopaje con donantes de electrones puede mejorar la conductividad protónica al aumentar la densidad electrónica.”
Esta investigación es la primera en confirmar el efecto sinérgico de mejora de la conducción de protones y electrones a temperatura media mediante dopaje con donantes de electrones, lo que amplía el espectro de selección de materiales para las tecnologías de pilas de combustible y energía de hidrógeno.
