Le celle a combustibile sono efficienti dal punto di vista energetico e pulite. Però, una delle principali sfide per la commercializzazione di questa tecnologia è la durata di un componente vitale di ogni cella, la membrana, che è tipicamente costituito da un polimero chiamato Nafion. Durante il funzionamento a celle a combustibile, la membrana subisce una degradazione chimica e meccanica, portando a crepe e fori di spillo che ne accorciano la vita.

Per affrontare questo problema, tre membri del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'Università del Delaware, Ajay Prasad, Liang Wang e Suresh Advani, hanno sviluppato una membrana autorigenerante che incorpora microcapsule preriempite con una soluzione di Nafion. Il lavoro è riportato in un articolo pubblicato su Journal of The Electrochemical Society . È stata anche depositata una domanda di brevetto.

"Le microcapsule sono progettate per rompersi quando incontrano difetti nella membrana e quindi rilasciano la soluzione di Nafion preriempita per guarire i difetti in atto, "Spiega Wang.

I test di durata della membrana sviluppata hanno confermato che la funzionalità di autoriparazione potrebbe prolungare notevolmente la sua vita utile.

"I difetti di membrana sono impossibili da rilevare e riparare in una cella a combustibile funzionante, " dice Advani. "L'unica soluzione attualmente è sostituire l'intero gruppo elettrodi a membrana, che è proibitivo".

"La possibilità di utilizzare materiali polimerici autoriparanti in grado di guarire crepe e fori di spillo sul posto è una prospettiva entusiasmante per estendere la vita lavorativa e la sicurezza di tali sistemi, riducendo anche il costo del ciclo di vita, " Aggiunge.

La scoperta è importante nel continuo sviluppo di celle a combustibile a membrana elettrolitica polimerica alimentate a idrogeno, che secondo Prasad, direttore del Centro per la ricerca sulle celle a combustibile presso l'Università del Delaware, "hanno già dimostrato il potenziale per sostituire i motori a combustione interna nei veicoli e per fornire potenza nelle applicazioni fisse e portatili.