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Experiencia de catedra No.2 “Principios de una celda de combustible y un acumulador de Pb-ácido”
Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de química.
Rivera Barreto Diego Fernando.

I Introducción.

La primera celda de combustible fue construida en 1839 por Sir William Grove, un juez y científico galés que demostró que la combinación de hidrógeno y oxígeno generaba electricidadademás de agua y calor. El verdadero interés en celdas de combustible como un generador práctico vino hacia comienzos de los años sesenta de nuestro siglo, cuando el programa espacial de los Estados Unidos seleccionó las celdas de combustible para proporcionar electricidad y agua a las naves espaciales Gemini y Apollo. Hoy en día, la aplicación espacial ya no es la única de tipo práctico, puesto quelas celdas de combustible están atravesando por un gran momento, al haber alcanzado una etapa tecnológica que les permite estar en posición de competir cada día más con las tecnologías convencionales de generación eléctrica, ofreciendo enormes ventajas sobre ellas. Una celda de combustible es un dispositivo electroquímico que convierte la energía química de una reacción directamente en energíaeléctrica.

La celda de combustible más famosa hasta ahora es la celda de hidrogeno-oxigeno, que es utilizada en vehículos espaciales. Los electrodos constan de pantallas porosas de titanio cubiertas con una capa de catalizador de platino. El electrolito es una resina de intercambio iónico que se mezcla con un material plástico que tiene la forma de una placa delgada. La combinacióncompleta de los dos electrodos con la membrana plástica e entre ellos es solo de unos 0.5 mm de espesor.

La resina se mantiene saturada con agua por medo de una mecha ; el agua formada por la operación de la celda drena a través de la mecha y se recoge como agua potable. La conexión de varias de estas celdas eleva el voltaje hasta un valor practico, mientras que el aumentar elárea activa se incrementa la corriente que puede extraerse de la celda. Esta celda ha sido construida para suministrar una potencia de alrededor un Kilowatt.
La potencia disponible está limitada por la relativamente lenta reducción del oxígeno en la superficie del catado


Este problema se presenta en cualquier celda de combustible que utilice en electrodo de oxígeno. En laactualidad el platino parece ser el mejor catalizador, pero aun así todavía no es todo lo bueno que se desea. La velocidad de la reacción anódica , la oxidación del hidrogeno en la superficie del platino es relativamente rápida.
Sin embargo, sería mejor que pudiéramos utilizar algo menos costoso que el platino como catalizador. A temperaturas altas, las velocidades de reacción sonmayores y la eficiencia de la celda es mejor.

Celda de almacenamiento de plomo.

Consideremos primero la celda de almacenamiento de plomo- acido. A medida que extraemos corriente de la celda en la placa positiva, el cátodo se reduce PbO2 a PbSO4.



Mientras que en la placa negativa, el ánodo el plomo se oxide a PbSO4.



El potencial de la celda es 2 V. a medida que se extraecorriente de la celda, el potencial de esta no disminuye mucho, así que la energía, está cerca del valor reversible. Del dispositivo completamente cargado puede extraerse corriente bastante grandes (cientos de Ampers) sin que el potencial disminuya excesivamente.

Cuando la celda necesita ser recargada, utilizamos una fuente de poder externa para impulsar a la corriente a través de lacelda en al dirección inversa, la placa positiva es ahora el ánodo donde se oxida el PbSO4 a PbO2 y la placa negativa es el cátodo donde se reduce el PbSO4 a Pb. La diferencia de potencial que debe aplicarse para recargar la celda tiene que ser mayor que la diferencia del potencial durante la descarga, pero no excesivamente mayor. La diferencia de voltaje de la celda está definida como:...