Celulas de combustible

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Energías Renovables: “Celdas de Combustibles”

Ciclo de Charlas: Seminario de Diseño

Celdas de Combustible

Miercoles, 28 de abril de 2004

Energías Renovables: “Celdas de Combustibles”

Contenido
Celdas de Combustibles
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Historia Funcionamiento Tipos de celdas Propiedades H2 Producción y almacenamiento Transporte

Hidrógeno
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Energías Renovables: “Celdas deCombustibles”

¿qué es una celda de combustible?
Dispositivo que realiza una conversión directa de energía química en eléctrica a través de una reacción electroquímica. Es una pila eléctrica, que semejante a las baterías del almacenaje, se puede alimentar continuamente con un combustible para producir potencia eléctrica indefinidamente (Connihan, 1981).
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Energías Renovables: “Celdas deCombustibles”

Un poco de Historia I
Sir William Grove (1811-1896) Abogado y científico amateur, nacido en Gales. 1839: ”Batería a gas” (ácido sulfúrico y platino). 1842: “Cadena de gas” utilizando la energía en electrólisis.

“Batería a gas” de 1 [V] aprox. (Izquierda) y “Cadena de gas” (Derecha).

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Energías Renovables: “Celdas de Combustibles”

Un poco de Historia II
Francis Bacon,Ingeniero químico de la Universidad de Cambridge, Inglaterra. 1930:(Década) Realiza importantes avances en un nuevo tipo de celda. 1950: Bacon produce un celda alcalina. Utiliza como electrolito (KOH) y electrodos de Níkel.

Laboratorio de Bacon en la Universidad de Cambridge (1955)

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Energías Renovables: “Celdas de Combustibles”

Un poco de Historia III
1960:(Década) International FuelCell en Windsor, Connecticut, desarrolla planta energética para la misión Apolo de la NASA. Desde entonces se han desarrollado diversos tipos de FC para variadas aplicaciones, pero aún su costo es elevado.
FC de la NASA para el proyecto Apollo, 1964.

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Celda Galvánica
Flujo Electrones

_

+ cátodo

ánodo y cátodo se consumen duranteel uso de la batería (combsutible )

Oxidaxión (Se liberan electrones)

Flujo Cationes (+)

Reducción (Se acepta electrones)

ánodo

Flujo Aniones (-)

Electrolito
Ejemplo Electrolito: NaCl + Agua → Na+ & Cl-

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Universidad de Chile - Departamento de Ingeniería Eléctrica - Felipe Lineo Avila
Miercoles, 28 de abril de 2004

Energías Renovables: “Celdas de Combustibles”Celda de Combustible
• Funcionamiento similar a una pila o batería. •Electrodos no se consumen durante su uso, solo los combustibles •Liberación de calor •Existen diferetes tipos de celdas, caracterizadas por el electrolito y combustible utilizado.
Universidad de Chile - Departamento de Ingeniería Eléctrica - Felipe Lineo Avila
Miercoles, 28 de abril de 2004

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Energías Renovables: “Celdas deCombustibles” Celda de Combustible, Batería y Motor a Combustión

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Energías Renovables: “Celdas de Combustibles”

Eficiencia
Combustible Producción de Vapor Turbina a Vapor Generador

Combustible

Motor Diesel

Generador

Combustible

Celda Electroquímica de combustión

E L E C T R I C I D A D

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Energías Renovables: “Celdas de Combustibles”

Eficiencia

LHV,Lower Heating Value

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Energías Renovables: “Celdas de Combustibles”

Ventajas y Desventajas
No produce contaminación al utilizar hidrógeno puro (agua y calor). Bajas emisiones con reformador. Alto grado de eficiencia comparado con otras tecnologías. Alta eficiencia en la partida del sistema. Rápida y buena respuesta a variaciones de carga. Utilización del calor en cogeneración ycalefacción. No requiere recarga como la baterías. Hidrógeno es dificil de manufacturar y almacenar. Requieren de un complejo sistema de soporte y control. Materiales para la construcción son caros y sensibles a contaminaciones. Tecnología en desarrollo, no existe soporte para la utilización masiva.

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Energías Renovables: “Celdas de Combustibles”
Construcción y funcionamiento de una celda PEM I...
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