Pila de combustible

Pila de combustible
Las pilas de combustible obtienen energía eléctrica de un compuesto químico (combustible).
Dicho compuesto sufre una reacción electroquímica, que se aprovecha para redirigir una corriente de electrones generada a través de un circuito. El combustible es oxidado en un lugar (ánodo) físico diferente a donde se reduce el comburente (cátodo).
Las pilas de combustible sediferencian de las baterías en varios aspectos. En primer lugar, la
batería es un dispositivo de almacenamiento de energía, por ello, la máxima energía disponible en una batería viene determinada por la cantidad de reactantes químicos almacenados en ella. La batería dejará de producir energía eléctrica cuando los reactivos se hayan consumido. Las pilas de combustible, sin embargo, son dispositivos deconversión de energía que tienen la capacidad de producir energía eléctrica continuamente siempre que se alimente a los electrodos de combustible y de comburente.

La idea originaria se debe al inglés W.R. Grove, quien en 1839 publicó una descripción de una pila de hidrógeno constituida por un conjunto de pares de electrodos de platino acoplados en serie.
Debido a dificultades técnicas derealizar electrodos con buenas prestaciones y fiables; y al gran desarrollo de otros dispositivos de generación de energía como las máquinas de vapor o los motores de combustión interna, esta tecnología quedó prácticamente en el olvido durante aproximadamente un siglo.
En el año 1935 otro inglés, F. T. Bacon retomó el estudio de pilas de combustible realizando el
primer Módulo de pila de hidrógeno –oxígeno en Cambridge. Sin embargo sus trabajos se vieron interrumpidos a causa del estallido de la segunda guerra mundial. En 1953 se pudo construir un generador de 1 kW.
Ya en la década de los 60 y 70, los Programas espaciales norteamericanos GEMINI y APOLLO
demostraron con éxito la capacidad de las pilas de combustible, de tecnología de polímeros sólidos, y alcalinas respectivamente. Al mismotiempo se desarrollaron pilas de combustible para aplicaciones terrestres, concentrando los esfuerzos iniciales en la tecnología del ácido fosfórico para generación de potencia “in situ” y distribuida.

Durante la última década, el desarrollo de pilas operando a más altas temperaturas (tecnologías de carbonatos fundidos y de óxidos sólidos), presenta perspectivas muy atractivas para la generaciónde electricidad de centrales de potencia, presentando un rendimiento de transformación eléctrica en torno al 50%, y un rendimiento total (térmico y eléctrico) que puede situarse entre el 70 y el 80%.
Más recientemente, ha surgido un interés creciente por las aplicaciones de las pilas de
combustible para propulsión principalmente en el sector del transporte urbano. Las normativas de reducción deemisión de contaminantes y de dióxido de carbono cada vez más estrictas que vienen entrando en vigor para las grandes ciudades, orientan el desarrollo de los automóviles hacia vehículos de propulsión eléctrica que presenten emisión nula o casi nula.
Las pilas de combustible, por tanto, presentan un amplio espectro de aplicaciones en campos de gran actividad económica, que explican el interés yla implicación de los sectores industrial, eléctrico y gasista al nivel de la investigación, el desarrollo y la financiación de proyectos de esta tecnología.

Componentes
Las pilas de combustible se encuentran constituidas por varias celdas individuales conectadas
eléctricamente en serie. Las celdas contienen una matriz con electrolito que se encuentra en contacto a cada lado con un electrodo,ánodo y cátodo.
Las celdas individuales se conectan a través de una placa separadora (placa bipolar). Al conjunto que resulta de la conexión de múltiples celdas en serie junto con las placas bipolares, se le denomina con la palabra inglesa "stack". A continuación se detallan los distintos componentes que forman parte de una pila de combustible típica:

i. Electrolito
Medio responsable del...