Celdas De Combustibles
Páginas: 8 (1753 palabras)
Publicado: 24 de abril de 2011
CELDAS DE COMBUSTIBLE
Las Celdas de Combustible son celdas voltaicas en las cuales los reactivos se están suministrando en forma continua a la celda y los productos se eliminan de manera continua de la misma. Es decir estas son un sistema de flujo estable, en el cual el combustible y el oxidante se suministran desde una fuente externa que provee un medio de transformar energía química eneléctrica, sin combustión y sin contaminar el aire ni el agua, en un proceso continuo y directo mediante reacciones de reducción y oxidación en presencia de un catalizador, y eliminando los productos de la reacción.
Las celdas de combustible son aparatos electroquímicos análogos a las baterías convencionales: ambos poseen electrodos positivos y negativos y un electrolito. Sin embargo, a diferenciasde las baterías, que pueden suministrar potencia sólo por un tiempo definido, luego del cual hay que recargarlas o reemplazarlas, la celda de combustible gracias a que absorbe nuevos suministros de combustible permanente puede operar continuamente, es decir produce electricidad mientras esté siendo alimentada con combustible y oxidante.
La reacción química que ocurre en la celda decombustible es isotérmica y continua. Las celdas de combustible no están limitadas por el principio de Carnot, por lo que pueden alcanzar una mayor eficiencia teórica en la conversión de energía, mientras que las reacciones de combustión involucran grandes variaciones de temperatura, lo cual genera energía como calor o calor y trabajo. Las pérdidas excesivas que se producen en los sistemas de conversión deenergía de varias etapas pueden evitarse mediante el uso de celdas de combustibles que hacen la conversión en un proceso de una sola etapa.
OPERACIÓN DE LAS CELDAS DE COMBUSTIBLE
En una celda de combustible, el combustible y el oxidante reaccionan isotérmicamente, por lo cual se produce una reacción en cada electrodo por separado. Una reacción ocurre en la superficie de unelectrodo que ioniza el combustible y manda los electrones liberados a un circuito externo, y en la superficie del otro electrodo ocurre una reacción que recibe electrones del circuito externo, que cuando se combinan con el oxidante crean iones. Los iones se combinan en el electrolito para completar la reacción total. El electrolito, que no es conductor eléctrico, transporta los iones entre loselectrodos, para continuar el circuito y continuar con el flujo de electrones.
Una celda de combustible está constituida por las siguientes partes:
1- Los electrodos: el ánodo que suministra los electrones al circuito externo, y el cátodo, que los recibe del circuito externo. Los electrodos separan al combustible y al oxidante del electrolito, y están hechos de materiales porosos paraincrementar el área sobre la cual ocurre la reacción.
2- El electrolito: el tipo de electrolito usado clasifica a las celdas de combustible, y determina el flujo de iones y la temperatura de operación de la celda; puede ser ácido transportando iones positivos H† , o alcalino, transportando iones negativos OH¯. Puede ser, además de acuoso, líquido y también sólido, que son los adecuados para celdas quefuncionen a elevadas temperaturas.
3- Catalizadores: la tecnología de las células de combustible fue en sus principios limitadas por los catalizadores, ya que en las celdas de combustibles de baja temperatura que usan electrolitos acuosos se requerían metales nobles caros, tales como el platino, para aumentar la velocidad de la reacción en los electrodos.
4- Oxidante: aunque el oxigeno es el gasoxidante, no es necesario utilizarlo puro, ya que para muchas de las aplicaciones se usa el aire como el oxidante.
5- El combustible: los combustibles utilizados en las celdas de combustibles son e hidrógeno, el gas natural, hidrocarburos ligeros etc; sin embargo, el hidrógeno gaseoso es el único que podría ser el de mayor aplicación. El hidrógeno tiene el más alto contenido de energía por...
Las Celdas de Combustible son celdas voltaicas en las cuales los reactivos se están suministrando en forma continua a la celda y los productos se eliminan de manera continua de la misma. Es decir estas son un sistema de flujo estable, en el cual el combustible y el oxidante se suministran desde una fuente externa que provee un medio de transformar energía química eneléctrica, sin combustión y sin contaminar el aire ni el agua, en un proceso continuo y directo mediante reacciones de reducción y oxidación en presencia de un catalizador, y eliminando los productos de la reacción.
Las celdas de combustible son aparatos electroquímicos análogos a las baterías convencionales: ambos poseen electrodos positivos y negativos y un electrolito. Sin embargo, a diferenciasde las baterías, que pueden suministrar potencia sólo por un tiempo definido, luego del cual hay que recargarlas o reemplazarlas, la celda de combustible gracias a que absorbe nuevos suministros de combustible permanente puede operar continuamente, es decir produce electricidad mientras esté siendo alimentada con combustible y oxidante.
La reacción química que ocurre en la celda decombustible es isotérmica y continua. Las celdas de combustible no están limitadas por el principio de Carnot, por lo que pueden alcanzar una mayor eficiencia teórica en la conversión de energía, mientras que las reacciones de combustión involucran grandes variaciones de temperatura, lo cual genera energía como calor o calor y trabajo. Las pérdidas excesivas que se producen en los sistemas de conversión deenergía de varias etapas pueden evitarse mediante el uso de celdas de combustibles que hacen la conversión en un proceso de una sola etapa.
OPERACIÓN DE LAS CELDAS DE COMBUSTIBLE
En una celda de combustible, el combustible y el oxidante reaccionan isotérmicamente, por lo cual se produce una reacción en cada electrodo por separado. Una reacción ocurre en la superficie de unelectrodo que ioniza el combustible y manda los electrones liberados a un circuito externo, y en la superficie del otro electrodo ocurre una reacción que recibe electrones del circuito externo, que cuando se combinan con el oxidante crean iones. Los iones se combinan en el electrolito para completar la reacción total. El electrolito, que no es conductor eléctrico, transporta los iones entre loselectrodos, para continuar el circuito y continuar con el flujo de electrones.
Una celda de combustible está constituida por las siguientes partes:
1- Los electrodos: el ánodo que suministra los electrones al circuito externo, y el cátodo, que los recibe del circuito externo. Los electrodos separan al combustible y al oxidante del electrolito, y están hechos de materiales porosos paraincrementar el área sobre la cual ocurre la reacción.
2- El electrolito: el tipo de electrolito usado clasifica a las celdas de combustible, y determina el flujo de iones y la temperatura de operación de la celda; puede ser ácido transportando iones positivos H† , o alcalino, transportando iones negativos OH¯. Puede ser, además de acuoso, líquido y también sólido, que son los adecuados para celdas quefuncionen a elevadas temperaturas.
3- Catalizadores: la tecnología de las células de combustible fue en sus principios limitadas por los catalizadores, ya que en las celdas de combustibles de baja temperatura que usan electrolitos acuosos se requerían metales nobles caros, tales como el platino, para aumentar la velocidad de la reacción en los electrodos.
4- Oxidante: aunque el oxigeno es el gasoxidante, no es necesario utilizarlo puro, ya que para muchas de las aplicaciones se usa el aire como el oxidante.
5- El combustible: los combustibles utilizados en las celdas de combustibles son e hidrógeno, el gas natural, hidrocarburos ligeros etc; sin embargo, el hidrógeno gaseoso es el único que podría ser el de mayor aplicación. El hidrógeno tiene el más alto contenido de energía por...
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