Resumen pilas de combustible

Pilas de combustible: Resumen Definición: Una celda o pila de combustible es un dispositivo electroquímico que convierte la energía química de reacción directamente en energía eléctrica. Mientras se suministren hidrógeno y oxígeno gaseosos como combustible, la pila seguirá funcionando, produciendo electricidad, agua y calor.

Las pilas de combustible están formadas por un apilamiento de celdaselementales donde en cada una de ellas se lleva a cabo la reacción electroquímica y se convierte la energía química en energía eléctrica. El combustible por excelencia es el hidrogeno debido a su elevada energía específica de combustión (alta densidad energética); Se puede producir a partir de distintas materias primas, es estable y no corrosivo. Es un combustible "limpio" ya que su combustión conoxígeno sólo produce agua. Pero uno de sus inconvenientes es que es un combustible secundario: se debe consumir energía para conseguirlo a partir de las distintas materias primas ya que no existe en estado elemental. Por eso, el principal método de obtención es a partir de fuentes fósiles. Este combustible se suele almacenar como líquido criogénico o en forma de gas comprimido en contenedorescilíndricos a alta presión. El comburente de estas pilas es el oxigeno que se obtiene del aire. Partes de una pila: Las pilas de combustible están formadas fundamentalmente por: a) Los electrodos. En ellos se producen las correspondientes reacciones, la oxidación en el ánodo y la reducción en el cátodo. Estas reacciones son por lo general muy lentas por lo que es necesario un catalizador que aumentela velocidad facilitando el intercambio electrónico. b) El catalizador. Dependiendo si es la zona anódica o catódica se utilizan diferentes metales. En el ánodo se utilizan metales preciosos como platino (Pt), rodio (Rh), paladio (Pd) o Níquel Raney. En el cátodo se utiliza de catalizadores metales preciosos como oro (Au) o plata (Ag) y otros menos caros como el cromo (Cr) o el níquel.

c) Elelectrolito. El electrolito permite el paso de las especies iónicas desde el ánodo al cátodo y determina la temperatura de funcionamiento de la pila de combustible. d) Las placas bipolares. Estas placas están adosadas a los electrodos y sus funciones principales son canalizar los reactivos, el hidrógeno y el aire, conducir la corriente eléctrica generada y retirar el flujo de agua producida.Normalmente están constituidas de grafito. e) Otros componentes: depósito para el combustible y para el agua, válvulas, compresor para el aire, etc.

Tipos de pilas:  Baja Tª: o PAFC (acido fosfórico): Utilizan ácido fosfórico concentrado como electrolito. Presenta una tolerancia a los contaminantes generados en el proceso de reformado de hidrocarburos muy superior al resto de pilas de combustible debaja temperatura, por lo que su implantación será más fácil a corto plazo. o PEM (poliméricas): El electrolito que utilizan es una membrana polimérica basada en ácidos sulfónicos perfluorados. El catalizador que se utiliza normalmente es de platino soportado sobre carbón. Actualmente se pretende disminuir el coste y aumentar la eficiencia disminuyendo la carga de platino, reduciendo el espesor dela capa catalítica, optimizando la dispersión del catalizador y encontrando un material alternativo al grafito. Dentro de este grupo podemos destacar dos tipos: Membrana de intercambio protónico (PEMFC), Electrolito polimerico (PEFC). o AFC (alcalinas): El electrolito que utilizan es de hidróxido de potasio concentrado, y el combustible que se utiliza es el hidrógeno puro. Son de alto rendimientodebido a la velocidad a la que tienen lugar las reacciones que se producen en ellas. o DMFC (metanol directo): funcionan con metanol puro mezclado con vapor de agua y suministrado directamente al ánodo de la pila, empleando una membrana de intercambio protónico. No tienen muchos de los problemas de almacenamiento que tienen otras pilas, ya que el metanol tiene mayor densidad

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