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Una pila de combustible en miniatura hace volar a los drones durante más de una hora

Los drones se utilizan para diversas aplicaciones tales como la fotografía aerodinámica, la recuperación ante desastres, y la distribución de mercancías. A pesar de atraer la atención como nueva área de crecimiento, el problema más grande de los drones es la pequeña capacidad de la batería y el tiempo de vuelo limitado de menos de una hora.Los drones se utilizan para diversas aplicaciones tales como la fotografía aerodinámica, la recuperación ante desastres, y la distribución de mercancías. A pesar de atraer la atención como nueva área de crecimiento, el problema más grande de los drones es la pequeña capacidad de la batería y el tiempo de vuelo limitado de menos de una hora.

El profesor Choi y su estudiante de doctorado Kun Kim Joong, han desarrollado una pila de combustible de óxido sólido (siglas en inglés, SOFC) en miniatura para reemplazar las baterías de iones de litio en los smartphones, ordenadores portátiles, drones, y otros dispositivos electrónicos pequeños. Su investigación se puede utilizar, no sólo para una pequeña pila de combustible, sino también para una pila de combustible de gran capacidad que se puede utilizar en un vehículo.

La SOFC, referida como una pila de combustible de tercera generación, ha sido intensamente estudiada ya que tiene una estructura simple y no hay problemas con la corrosión o la pérdida del electrolito. Esta pila de combustible convierte el hidrógeno en electricidad por la migración de iones de oxígeno para alimentar el electrodo a través de un electrolito de óxido. Típicamente, el silicio se ha usado después de la litografía y el grabado como un componente de soporte de las pilas de combustible de óxido pequeñas. Este diseño, sin embargo, ha demostrado una rápida degradación y poca durabilidad debido a la falta de coincidencia en la expansión térmica con el electrolito, y por lo tanto, no puede ser utilizado en dispositivos reales que requieren un rápido encendido/ apagado.

El equipo de investigación ha desarrollado una nueva tecnología que combina acero inoxidable poroso, que es térmica y mecánicamente fuerte y muy estable a las reacciones de oxidación/ reducción, con electrolito de película delgada y electrodos de mínima capacidad de calor. El rendimiento y la durabilidad se incrementaron de forma simultánea. Además, las pilas de combustible se forman por una combinación de cinta de fundición- laminación- combustión (siglas en inglés, TLC) comercialmente viables para SOFCs a gran escala. Las pilas de combustible mostraron una alta densidad de potencia, aproximadamente 560 mW por centímetro cuadrado a 550° C. El equipo de investigación espera que esta pila de combustible pueda ser adecuada para dispositivos electrónicos portátiles tales como smartphones, ordenadores portátiles y drones que requieren alta densidad de potencia y rápido encendido/ apagado. También esperan desarrollar pilas de combustible de gran tamaño y bajo costo como fuente de alimentación de la próxima generación de automóviles.

Con esta pila de combustible, los drones pueden volar más de una hora, y el equipo espera tener smartphones que se carguen sólo una vez a la semana.