celdas de combustible

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE COAHUILA
FACULTAD DE INGENIERIA
COSTOS Y PRESUPUESTOS


CELDAS DE COMBUSTIBLE


EMANUEL GARCIA


ASESOR.- ING. JOSUE GOMEZ CASAS




Saltillo Coahuila Octubre del 2014
CELDAS DE COMBUSTIBLE
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Las celdas de combustible se basanen los mismos principios electroquímicos que las baterías convencionales. Su característica distintiva es que las sustancias que reaccionan se alimentan en forma continua al sistema, de manera que estas celdas, a diferencia de las convencionales, no se descargan cuando los productos químicos del interior se agotan. Genera electricidad combinando hidrógeno y oxígeno electroquímicamente sin ningunacombustión (no hay llama). El tipo más sencillo de celda de combustible emplea hidrógeno y oxígeno como combustible el único subproducto que se genera es agua 100% pura. En las celdas se han empleado diversas soluciones de electrólitos como ácido sulfúrico, ácido fosfórico y soluciones de hidróxido de potasio. (LAIDLER,1997) Una celda de combustible consiste en dos electrodos separados por unelectrolito. Sobre un electrodo pasa oxígeno e hidrógeno sobre el otro. En el electrodo el hidrógeno es ionizado y pierde un electrón y al ocurrir esto ambos (hidrógeno H+ y electrón e-) toman diferentes caminos hacia el segundo electrodo. El hidrógeno migra hacia el otro electrodo a través del electrolito mientras que el electrón lo hace a través de un material conductor. Este proceso producirá agua,corriente eléctrica y calor útil. Para generar cantidades utilizables de potencia las celdas de combustibles son agrupadas en varias capas. Las celdas de combustible son una familia de tecnologías que usan diferentes electrólitos y que operan a diferentes temperaturas. Cada miembro de esa familia tiende a ser más apropiada para ciertas aplicaciones. Por ejemplo, las celdas de combustible demembrana electrolítica polimérica o bien membrana de intercambio protónico (PEM) han demostrado ser apropiadas para su aplicación en autos, mientras que las celdas de combustible de carbonatos fundidos parecen ser más apropiadas para uso con turbinas a gas. (EG&G Technical Services ,2000)


TIPOS DE CELDAS DE COMBUSTIBLE

Ácido fosfórico (PAFC)
Temperatura de operación: ~ 220 °C. Es el tipo decelda de combustible más desarrollado a nivel comercial y ya se encuentra en uso en aplicaciones tan diversas como clínicas, hospitales, hoteles, edificios de oficinas, escuelas, plantas eléctricas y terminales aeroportuarias. Las celdas de combustible de ácido fosfórico generan electricidad a más del 40% de eficiencia - y cerca del 85% si el vapor que produce es empleado en cogeneración - comparadocon el 30% de la más eficiente máquina de combustión interna.
Este tipo de celdas puede ser usado en vehículos grandes como autobuses y locomotoras. Existen en producción comercial unidades de alrededor de 200kw.


Polímero sólido (PEM)

Temperatura de operación: 50 - 100 °C Tienen una densidad de potencia alta, pueden variar su salida para satisfacer cambios en la demanda de potencia y sonadecuadas para aplicaciones donde se requiere una demanda inicial de energía bastante importante, tal como en el caso de automóviles, de acuerdo con el Departamento de Energía de los Estados Unidos, "son los principales candidatos para vehículos ligeros, edificios y potencialmente otras aplicaciones mucho más pequeñas tales como baterías recargables para videocámaras.

Carbonato fundido (MCFC)Temperatura de operación: ~ 600 °C Las celdas de combustible de carbonato fundido prometen altas eficiencias combustible-electricidad y la habilidad para consumir combustibles a base de carbón.
En este tipo de celdas es aprovechada la electricidad y el calor generado.

Oxido sólido (SOFC)

Temperatura de operación: 500 - 1000 °C Es una celda de combustible altamente prometedora,...