Tipos de pilas de combustible
Una pila de combustible de hidrógeno utiliza la energía química del hidrógeno para producir electricidad. Es una forma de energía limpia cuyos únicos productos y subproductos son la electricidad, el calor y el agua. Las pilas de combustible ofrecen una gran variedad de aplicaciones, desde el transporte hasta la alimentación de emergencia, y pueden alimentar sistemas tan grandes como una central eléctrica o tan pequeños como un ordenador portátil.
Las pilas de combustible ofrecen ventajas sobre las tecnologías tradicionales basadas en la combustión, como una mayor eficiencia y menores emisiones. Como las pilas de combustible de hidrógeno sólo emiten agua, no hay emisiones de dióxido de carbono ni otros contaminantes a la atmósfera. Las pilas de combustible también son silenciosas durante su funcionamiento, ya que tienen menos piezas móviles que las tecnologías de combustión.
TWI tiene experiencia en hidrógeno, incluido su uso para propulsar vehículos. Entre otros proyectos, hemos trabajado en un tanque de combustible de hidrógeno para el futuro de las comunicaciones, y hemos ayudado a desarrollar un sistema de supervisión para mejorar la seguridad de los tanques de almacenamiento de combustible de hidrógeno.
Las pilas de combustible de hidrógeno generan electricidad mediante una reacción química. Cada pila de combustible tiene dos electrodos: un ánodo negativo y un cátodo positivo. La reacción para producir la electricidad se produce en estos electrodos, con un electrolito que transporta partículas cargadas eléctricamente entre ellos y un catalizador para acelerar las reacciones.
Precio de la pila de combustible de hidrógeno
Las pilas de combustible y las baterías son similares, ya que ambas generan electricidad. Pero una batería almacena la energía en sus electrodos, mientras que una pila de combustible utiliza un combustible externo, como el hidrógeno, lo que le permite seguir funcionando mientras haya combustible disponible. Sin embargo, a diferencia de las baterías convencionales, las pilas de combustible no contienen materiales nocivos ni tienen piezas móviles, lo que reduce al mínimo los requisitos de mantenimiento.
Todas las pilas de combustible tienen una configuración similar, un electrolito y dos electrodos, pero hay diferentes tipos de pilas de combustible basados principalmente en el electrolito que utilizan. Hay seis tipos principales de pilas de combustible: PEM (membrana de intercambio de protones), DMFC (pila de combustible de metanol directa), MCFC (pila de combustible de carbonato de molón), PAFC (pila de combustible de ácido fosfórico), SOFC (pila de combustible de óxido sólido) y AFC (pila de combustible alcalina). La tecnología dominante es la pila de combustible de membrana de intercambio de protones debido a su versatilidad, durabilidad y uso para una serie de aplicaciones.
Una pila de combustible se compone de pilas de combustible individuales superpuestas. Dependiendo de la aplicación, la pila de combustible puede contener cientos de células individuales superpuestas. Esta escalabilidad permite configurar las pilas de combustible en una amplia gama de tamaños para adaptarse a la cantidad de energía deseada, ya sea un tren, un dron, un edificio o un coche. La electricidad producida por una pila de combustible alimenta un motor de tracción para impulsar las ruedas de un vehículo o cualquier otro dispositivo.
Pila de combustible Pem
En muchos aspectos, las pilas de combustible son similares a las baterías, como las que puede encontrar en un coche o en un dispositivo electrónico portátil como un reproductor de MP3. Sin embargo, hay algunas diferencias importantes entre las baterías y las pilas de combustible.
Al igual que una batería, una pila de combustible con un suministro de hidrógeno y oxígeno puede utilizarse para alimentar dispositivos que utilizan electricidad. Mientras que tanto las baterías como las pilas de combustible convierten la energía química en energía eléctrica, las baterías almacenan esta energía química dentro de la propia batería. Esto significa que una batería se agotará, o necesitará recargarse, cuando ya no haya suficiente energía química almacenada para producir suficiente electricidad para alimentar el dispositivo conectado a la batería. En lugar de almacenar energía química en su interior, una pila de combustible de hidrógeno recibe un suministro de energía química del exterior. Esta energía química se almacena en el hidrógeno que se suministra al ánodo de la pila de combustible. Una pila de combustible de hidrógeno consume esencialmente hidrógeno y oxígeno. Cuando a una pila de combustible se le suministra continuamente hidrógeno y oxígeno, y se elimina el agua resultante, la pila de combustible puede generar electricidad.
Coche de pila de combustible de hidrógeno
Una pila de combustible es una célula electroquímica que convierte la energía química de un combustible (a menudo hidrógeno) y un agente oxidante (a menudo oxígeno[1]) en electricidad a través de un par de reacciones redox[2]. Las pilas de combustible se diferencian de la mayoría de las baterías en que requieren una fuente continua de combustible y oxígeno (normalmente del aire) para mantener la reacción química, mientras que en una batería la energía química suele proceder de los metales y sus iones u óxidos[3] que normalmente ya están presentes en la batería, excepto en las baterías de flujo. Las pilas de combustible pueden producir electricidad de forma continua mientras se les suministre combustible y oxígeno.
Las primeras pilas de combustible fueron inventadas por Sir William Grove en 1838. El primer uso comercial de las pilas de combustible se produjo más de un siglo después, tras la invención de la pila de combustible de hidrógeno-oxígeno por Francis Thomas Bacon en 1932. La pila de combustible alcalina, también conocida como pila de combustible Bacon en honor a su inventor, se ha utilizado en los programas espaciales de la NASA desde mediados de los años 60 para generar energía para los satélites y las cápsulas espaciales. Desde entonces, las pilas de combustible se han utilizado en muchas otras aplicaciones. Las pilas de combustible se utilizan como energía primaria y de reserva para edificios comerciales, industriales y residenciales y en zonas remotas o inaccesibles. También se utilizan para alimentar vehículos con pilas de combustible, como carretillas elevadoras, automóviles, autobuses, barcos, motocicletas y submarinos.