Monografía M

COMPARACIÓN TÉCNICA Y
ECONÓMICA DE CELDAS
DE
COMBUSTIBLE
A
PARTIR
DE
RESIDUOS
DOMÉSTICOS Y BIOCELDAS
DE
HIDRÓGENO
DE
RESIDUOS DE BIOMASA.

MAGDALENA MÁRQUEZ
CURSO CONVERSIÓN ELECTROQUÍMICA DE LA ENERGÍA
MAESTRÍA EN INGENIERÍA DE LA ENERGÍA
UDELAR
MONTEVIDEO, NOVIEMBRE DE 2011

-Comparación técnica y económica de celdas de combustible a partir de residuos domésticos y bioceldas de hidrógeno deresiduos de biomasa - Magdalena Márquez
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RESUMEN
La dependencia energética mundial de los combustibles fósiles ha llevado a la búsqueda de
energías alternativas renovables e inocuas para el medio ambiente. Si además estas energías
utilizan como combustibles deshechos de la naturaleza o dealguna actividad humana se estarán
uniendo dos sectores de vital importancia en la actualidad (Sector energético y Sector de los
Residuos).
El objetivo del presente trabajo es comparar técnica y económicamente pilas de combustible a
partir de residuos domésticos y bioceldas de combustible a partir de biomasa.
Los resultados apuntan a que la celda de combustible más apropiada para ser alimentada conbiogás proveniente de los residuos domésticos, es la SOFC.
Por otro lado y según los datos del presente trabajo, las bioceldas pueden operar con buenas
performances y bajos costos a partir de sustratos existentes en la biomasa pero con generaciones
muy bajas de potencia y vida útil reducida. Como se demuestra, hay una fuerte dependencia de
la densidad de corriente con los distintos sustratos por loque la composición de la biomasa es
vital a la hora de evaluar la MFC.
Los costos obtenidos para ambas celdas no son de ninguna manera comparables dadas las
prestaciones de ambos dispositivos (SOFC y MFC) y se basan en estimaciones debido a que
están en etapas de testeo y desarrollo.

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-Comparación técnica y económica de celdas de combustible a partir de residuos domésticos y bioceldas dehidrógeno de
residuos de biomasa - Magdalena Márquez
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ÍNDICE GENERAL
1. Introducción
2. Desarrollo
2.1 Generalidades de las celdas de combustible
• Descripción de la tecnología
2.2 Celdas de combustibles a partir de residuos domésticos
• Los residuos domésticos y el biogás
• Biogás en pilas decombustibles
• Pilas de combustible de carbonato fundido (MCFC)
• Pilas de combustible de óxido sólido (SOFC)
• Costos y características de desempeño
2.3 Bioceldas de hidrógeno a partir de biomasa
• Generalidades de las bioceldas (MFC) y su creciente interés a nivel global
• Diseño y operación de las MFCs
• Sustratos utilizados
• Biomasa como combustible
• Corriente y potencia entregada según diversossustratos
• Costos asociados a las MFCs
3. Conclusiones
4. Referencias
5. Anexos
• Anexo 1: Limpieza y acondicionamiento del biogás
• Anexo 2: Fotos de celdas MCFC Y SOFC
• Anexo 3: Sustratos ensayados en MFCs

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-Comparación técnica y económica de celdas de combustible a partir de residuos domésticos y bioceldas de hidrógeno de
residuos de biomasa - Magdalena Márquez__________________________________________________________________________________________________________

1- INTRODUCCIÓN
En la actualidad, aproximadamente el 87 % de la energía generada en el mundo procede de
combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural, etc.) es decir; de recursos no renovables. La
creciente demanda energética derivada del desarrollo económico e industrial y el aumento de la
población mundial,conlleva una disminución progresiva de las reservas de estos recursos, lo
que repercute en el encarecimiento de los mismos. Por otro lado, el uso de la combustión de los
combustibles fósiles para la generación de electricidad y calor, conduce a la emisión a la
atmósfera de elevadas concentraciones de CO2, uno de los principales gases responsables del
efecto invernadero. Este marco económico y...