Pilas de combustible

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Pila de combustible
De Wikipedia, la enciclopedia libre

Pila de hidrógeno. La celda en sí es la estructura cúbica del centro de la imagen. Una pila de combustible, también llamada célula o celda de combustible es un dispositivo electroquímico de conversión de energía similar a una batería, pero se diferencia de esta última en que está diseñada para permitir el reabastecimiento continuo de losreactivos consumidos; es decir, produce electricidad de una fuente externa de combustible y de oxígeno en contraposición a la capacidad limitada de almacenamiento de energía que posee una batería. Además, los electrodos en una batería reaccionan y cambian según cómo esté de cargada o descargada; en cambio, en una celda de combustible los electrodos son catalíticos y relativamente estables. Losreactivos típicos utilizados en una celda de combustible son hidrógeno en el lado del ánodo y oxígeno en el lado del cátodo (si se trata de una celda de hidrógeno). Por otra parte las baterías convencionales consumen reactivos sólidos y, una vez que se han agotado, deben ser eliminadas o recargadas con electricidad. Generalmente, los reactivos "fluyen hacia dentro" y los productos de la reacción"fluyen hacia fuera". La operación a largo plazo virtualmente continua es factible mientras se mantengan estos flujos. El fabricante de automóviles japonés Honda, la única firma que ha obtenido la homologación para comercializar su vehículo impulsado por este sistema, el FCX Clarity, en Japón y Estados Unidos, ha desarrollado también la Home Energy Station, (HES), un sistema autónomo y doméstico quepermite obtener hidrógeno a partir de energía solar para repostar vehículos de pila de combustible y aprovechar el proceso para generar electricidad y agua caliente para el hogar.

Contenido


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1 Tecnología o 1.1 Tensión o 1.2 Materiales o 1.3 Consideraciones de diseño en las celdas de combustible 2 Tipos de celdas de combustible 3 Rendimiento 4 Aplicaciones de las celdasde combustible 5 Otros posibles usos 6 Vehículos de hidrógeno, barcos, aviones y estaciones de servicio 7 Economía y Medio Ambiente 8 Historia 9 Bibliografía

Tecnología

Esquema de funcionamiento de una pila de combustible. En el ejemplo típico de una célula de membrana intercambiadora de protones (o electrolito polimérico) hidrógeno/oxígeno de una celda de combustible (PEMFC, en inglés:proton exchange membrane fuel cell), una membrana polimérica conductora de protones (el electrolito), separa el lado del ánodo del lado del cátodo. En el lado del ánodo, el hidrógeno que llega al ánodo catalizador se disocia en protones y electrones. Los protones son conducidos a través de la membrana al cátodo, pero los electrones

están forzados a viajar por un circuito externo (produciendoenergía) ya que la membrana está aislada eléctricamente. En el catalizador del cátodo, las moléculas del oxígeno reaccionan con los electrones (conducidos a través del circuito externo) y protones para formar el agua. En este ejemplo, el único residuo es vapor de agua o agua líquida. Es importante mencionar que para que los protones puedan atravesar la membrana, esta debe estar convenientementehumidificada dado que la conductividad protónica de las membranas poliméricas utilizadas en este tipo de pilas depende de la humedad de la membrana. Por lo tanto, es habitual humidificar los gases previamente al ingreso a la pila. Además de hidrógeno puro, también se tiene el hidrógeno contenido en otras moléculas de combustibles incluyendo el diésel, metanol (véase DMFC) y los hidruros químicos, elresiduo producido por este tipo de combustibles además de agua es dióxido de carbono, entre otros.

Tensión
La tensión de celda depende de la corriente de carga. La tensión en circuito abierto es de 1,2 voltios; para crear suficiente tensión, las celdas se agrupan combinándolas en serie y en paralelo, en lo que en inglés se denomina "Fuel Cell Stack" (pila de células de combustible). El número de...
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