Celdas De Combustible

LAS CELDAS DE COMBUSTIBLE, UNA ALTERNATIVA ECOEFICIENTE EN LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA*
RESUMEN: Este trabajo aborda el estudio de una tecnología cuyas bases teóricas fueron establecidas hace más de un siglo, las Celdas de Combustible. Se discuten los aspectos teóricos relevantes en el diseño de las diferentes variantes de las celdas. El enfoque cubre el estado del arte en lo referente asu implementación a nivel comercial, haciendo una descripción de las diferentes tendencias que orientan los desarrollos tecnológicos hacia productos que serán entregados al mercado en los próximos años. Se discuten los posibles efectos a nivel nacional, dado la relevancia de las características de dependencia foránea de nuestro país en materia de recursos energéticos, como asimismo, el problemaque representa la distribución de energía en un extenso territorio con un gran número de puntos de consumo de una magnitud insuficiente para ser provistos eficientemente por los sistemas tradicionales. 1. INTRODUCCIÓN. Las celdas electroquímicas en las que se fuerza una reacción química mediante la adición de energía eléctrica se llaman celdas electrolíticas. Los dispositivos que producen energíaeléctrica, mediante una reacción química son las celdas galvánicas. Las celdas de combustible son reactores de estado estacionario a los que se dosifican los reactivos en forma continua y de los que se extraen los productos también en forma continua. Las celdas primarias son dispositivos de estado no uniforme que contienen cantidades iniciales fijas de reactivos. Hay un tercer tipo de celdaselectroquímicas conocidas como secundarias, que funcionan como las galvánicas cuando están en uso, pero que se pueden regenerar (recargar) invirtiendo la reacción de celda por medio de una aplicación de energía eléctrica. Los acumuladores de automóvil constan de celdas secundarias conectadas en serie.[1] Las celdas de combustible funcionan bajo el principio de intercambio de carga electrolítica entre unaplaca de ánodo negativa y una placa de cátodo positiva. Cuando se utiliza hidrógeno como combustible básico se produce hidrólisis inversa, dando agua y calor como subproductos, sin producir contaminantes, y convirtiendo energía química en eléctrica. La fuente de hidrógeno puede ser de un combustible fósil como gas natural o gasolina. Para extraer hidrógeno puro, los combustibles fósiles debenpasar primero por un reformador. Algunos tipos de celdas de combustible aceptan incluso una mezcla de hidrógeno y monóxido de carbono que puede ser

Figura 1. Funcionamiento básico de una Celda de Combustible. producida a partir de los combustibles fósiles disponibles.

Las Celdas de Combustible fueron inventadas y descubiertas en 1839. El alemán/suizo Christian Friedrich Schönbein publicó unartículo sobre el hidrógeno-oxígeno en el "Philosophical Magazine" en enero de 1839. Alrededor de la misma fecha el inglés Sir William Grove (1811-

1896) estaba trabajando en conexión en serie y paralelo en su poderosa batería platino– zinc. En el artículo que publicó también en el "Philosophical Magazine" en febrero de 1839, Sir Grove indicaba la posibilidad de la reacción del hidrógeno– oxígenopara generar electricidad. Grove presentó en todos los detalles la celda de combustible. Por ende, a William Grove se le reconoce como el "Padre de las Celdas de combustible"; además, fue un juez y honorable científico. Gracias a sus experimentos en 1839 en electrólisis del agua Grove razonó que debe ser posible invertir el proceso, demostrando que la combinación de hidrógeno y oxígeno generabaelectricidad además de agua y calor. La celda de combustible que fabricó Grove, (aunque tal vez se debería llamar Pila de Hidrógeno con mayor propiedad), como siempre pasa en estos casos, la gente no lo tomó en serio, sino más bien se rieron de su idea. Si lo hubiesen tomado en serio, a estas horas la historia de la humanidad quizás habría sido totalmente distinta, posiblemente la tecnología...