Celdas De Combustible

Introducción



“El elemento químico de menor número atómico puede cargar con la solución para el caos energético que destruye la Tierra.”




La humanidad ha logrado grandes sucesos gracias a los combustibles fósiles no renovables (carbón, petróleo, gas natural).Pero lamentablemente no ha asumido los elevados costos medioambientales que ha provocado gracias a la explotación de éstos.Se está acercando el momento en que la demanda supere a la extracción y que el precio del petróleo engorde incontrolablemente. Además, su nocivo dominio medioambiental, que amenaza la existencia de la especie humana, constituye un costo adicional que no se carga de forma proporcional al de los combustibles fósiles. Por lo mismo, se impone y a tiempo, la labor de buscar otras fuentes de energía,sobre todo renovables y limpias.
En este contexto, el hidrógeno se presenta como el portador energético ideal, porque se obtiene del agua y su combustión origina agua. O sea, es un ciclo que no introduce desbalance en nuestra naturaleza.


En este trabajo queremos abordar el estudio de una tecnología cuyos principios teóricos fueron establecidos hace más de un siglo, “Las Celdas de Combustible”,donde discutiremos los aspectos teóricos relevantes en el diseño de las diferentes variantes de las celdas, su uso en la actualidad, sus ventajas y desventajas.
Nuestro trabajo estará básicamente enfocado en el funcionamiento de estas celdas y su inserción al sistema energético mundial, colaborando así con el medio ambiente y nuestros bolsillos.


















HistoriaLos principios de las Celdas de Combustible fueron descubiertos en 1838 por el alemán/suizo Christian Friedrich Schönbein, quien publicó un artículo sobre el hidrógeno-oxígeno en el "Philosophical Magazine", en enero de 1839. De acuerdo con esta investigación, la primera celda de combustible fue desarrollada por el inglés Sir William Grove (1811-1896) quien publico el primer boceto en la mismarevista en febrero de 1839, Grove indicaba la posibilidad de la reacción del hidrógeno-oxígeno para generar electricidad. Por aquello a William Grove se le reconoce como el "Padre de las Celdas de combustible". Gracias a sus experimentos en 1839 en electrólisis del agua, el razonó que debe ser posible invertir el proceso, demostrando que la combinación de hidrógeno y oxígeno generaba electricidadademás de agua y calor.
Sin embargo, no fue sino hasta 1959 cuando el ingeniero británico Francis Thomas Bacon pudo desarrollar efectivamente una celda de combustible inmóvil de 5 KV.
El mismo año se construyó un tractor usando una celda de combustible mostrado en las ferias nacionales de Estados Unidos. Así en los años 60 los manifiestos de Bacon en EE.UU. fueron utilizados en un programaespacial para proveer electricidad y agua potable a los astronautas (hidrógeno y oxígeno que está fácilmente disponible de los tanques de la nave espacial).
Paralelamente General Electric desarrollo la primera celda de combustible que usaba una membrana intercambiadora de protones (PEMFCs) para las misiones espaciales. El alcance de las celdas de combustible es tan importante para el mundo científicoque incluso se ha llegado a usar en experimentos y en proyectos reales en la NASA. Dentro de las más importantes es posible destacar las misiones espaciales Gemini V, Apollo, Apollo-Soyuz, Skylab y el Transbordador, todo esto basado en el diseño de Bacon, desarrollado por Pratt & Whitney Aircraft.
A pesar de su éxito en programas espaciales, los sistemas con celdas de combustible eran limitados aestos emprendimientos en donde el alto costo se podía tolerar. No fue hasta el final de los ‘80 y principios de los ‘90 en que las celdas de combustible se convirtieron en una opción verdadera de uso más amplio. Varias innovaciones, catalizador con menos platino y electrodos de película fina, bajaron el costo de las celdas de combustible, haciendo que el desarrollo de sistemas PEMFCs (como por...