Misión
Desarrollar una nueva generación de ensamblajes electrodo-membrana (MEA) de alta temperatura para pilas de combustible de hidrógeno aplicadas a la aviación, resolviendo uno de los principales desafíos de la descarbonización del sector: la gestión térmica y las condiciones extremas de operación. El proyecto busca optimizar componentes clave —catalizador, membrana y capa de difusión de gases— y validar la tecnología en condiciones representativas, contribuyendo a la neutralidad climática.
Visión
Impulsar la transición hacia una aviación sostenible mediante soluciones innovadoras basadas en hidrógeno, superando las limitaciones actuales de temperatura que frenan la adopción de pilas de combustible. NIMPHEA aspira a posicionar la tecnología MEA de alta temperatura como un pilar para sistemas de propulsión sin emisiones contaminantes, consolidando el liderazgo europeo en tecnologías limpias para la movilidad aérea.
Los sistemas de pilas de combustible (FC, fuel cells) basados en H2 son una solución prometedora para propulsar aeronaves sin emitir CO2 o NOx y, por lo tanto, tienen el potencial de reducir considerablemente las emisiones de la aviación y allanar el camino hacia su neutralidad climática. Integrados en aeronaves, las pilas de combustible pueden proporcionar energía propulsora y no propulsora sin emisiones contaminantes, con emisiones reducidas de ruido y una eficiencia energética atractiva.
La tecnología de membrana de intercambio de protones a baja temperatura (LT-PEM, low temperature proton-exchange membrane) (incluido el ensamblaje electrodo-membrana – MEA, membrane-electrode assembly), surgida de la industria automotriz, es de gran interés para la aviación, pero deben resolverse algunos aspectos respecto a la gestión térmica. Trabajando por debajo de 100 °C, presentan una densidad energética atractiva, pero son incompatibles con el entorno de la aeronave debido a la escasa disipación del calor. Además, las pilas de combustible de alta temperatura actuales, que funcionan a alrededor de 160 °C, no tienen el nivel de rendimiento esperado para la aviación, a pesar de su buena disipación de calor. Por tanto, el desarrollo de un MEA de nueva generación, que funcione a una temperatura superior a 120 °C y con un rendimiento equivalente al LT-PEM MEA actual, es la clave para desbloquear las aplicaciones de las FC en aviación.
NIMPHEA tiene como objetivo el desarrollo, a partir del mismo y/o la optimización de sus componentes (catalizador, membrana y capa de difusión de gases), un HT MEA de nueva generación compatible con el entorno y los requisitos de las aeronaves, considerando un tamaño del sistema de 1,5 MW y contribuyendo a objetivos de mayor nivel: una densidad de p 1,25 W/cm² a una temperatura nominal de funcionamiento comprendida entre 160 °C y 200 °C. El proceso de ensamblaje y el escalado de la síntesis de los componentes del MEA se evaluará, identificando los parámetros del proceso y se mejorará aplicando un proceso iterativo con pruebas del MEA a escala de laboratorio. Esta tecnología MEA disruptiva se validará finalmente en un prototipo a escala representativa (165-180 cm²) incorporado en una sola celda. Simultáneamente, se realizarán análisis ambiental y del coste de ciclo de vida evaluación de ecoeficiencia y análisis de riesgos intrínsecos para validar el desarrollo de MEA. Finalmente, se realizará una evaluación de TRL para validar el TRL4.
