Pila de hidrogeno

Junio 2010

TALLER DE INVESTIGACIÓN I

“DISEÑO DE UNA PILA DE COMBUSTIBLE”

Miguel Ángel Molinar Salazar
Emmanuel Josué Lerma Ortega
Luis Ángel Heredia Acosta
Josué Aarón Chávez Quiñónez

Catedrático:
Dr. Fidel Chávez Lara




INDICE

Introduccióngeneral……………………………………………………………………….1
CAPITULO I. ELEMENTOS TEORICOS DE LA PILA DE
COMBUSTIBLE




1.1 Introducción……………………………………………………………………………3
1.2 Origen…………………………………………………………………………………..3
1.3 Descripción de la pila de combustible……..…………………………………………...9
1.4 Características generales de la operación con las pilas de combustible……………….12
1.5 Ventajas y desventajas de las pilas de combustible……………………………………14
CAPITULO II.COMPARACIÓN DE LOS DIFERENTES TIPOS DE PILAS DE COMBUSTIBLE

2.1 Introducción a los tipos de pilas de combustible………………………………………17
2.2 Pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC)…………...18
2.3 Pilas de combustible alcalinas (AFC)…………………………………………………20
2.4 Pilas de combustible de ácido fosfórico H3PO4 (PAFC)……………………………...22
2.5 Pilas de combustible de carbonatos fundidos(MCFC)……………………………….23
2.6 Pilas de combustible de óxido sólido (SOFC)………………………………………...25
2.7 La mejor de las pilas de combustible (a nuestro criterio)……………………………..28
2.8 esquema y funcionamiento……………………………………………………………29
2.8.1 Historia………………………………………………………………………31
2.8.2 Implementación y evolución………………………………………………...33
2.8.3 Características……………………………………………………………….33
2.8.4 Componentes de lapila PEM……………………………………………….34
2.8.4.1 Membrana de intercambio de protones (PEM)……………………35
2.8.4.2 Capa activa………………………………………………………...37
2.8.4.3 Capa difusora……………………………………………………...39
2.8.4.4 MEA……………………………………………………………….41
2.9 El combustible: Hidrogeno……………………………………………………………42
2.9.1 La producción, el almacenamiento y la distribución del hidrogeno…………44
2.9.1.1 La producción delhidrogeno………………………………………44
CAPITULO III. DISEÑO DE UNA PILA DE
COMBUSTIBLE

2.9.1.2 Almacenamiento y la distribución del hidrogeno………………….48

3.1 Dimensionado general………………………………………………………………..51
3.2 Dimensionado de la MEA…………………………………………………………....53
3.3 Dimensionado de las placas bipolares………………………………………………..54
3.4 Dimensionado de los sellos…………………………………………………………..59
3.5 Dimensionado de loselectrodos……………………………………………………...61
3.6 Dimensionado de las tapas…………………………………………………………...62

Conclusión……………………………………………………………………………….68
Bibliografía……………………………………………………………………………....69

INTRODUCCION GENERAL

Se intensifica la búsqueda de alternativas que permitan seguir disfrutando, como mínimo, de la calidad de vida actual. El sistema sostenible que se espera alcanzar, desgraciadamente noen un futuro inmediato, asentará sus bases en la utilización de fuentes de energía renovables y los principios de la eficiencia y el ahorro energético. Ante este contexto, el hidrógeno y las pilas de combustible se plantean como una opción atractiva y eficiente por su amplio abanico de aplicaciones (desde una bicicleta, pasando por hogares autosuficientes, transporte limpio hasta misionesespaciales).

Los grandes retos a los que hoy nos enfrentamos consisten en ser capaces de abandonar paulatinamente nuestra dependencia basada en las fuentes de energía no renovables, como el petróleo, y a la vez buscar alternativas sostenibles para una población mundial cuya demanda energética no deja de incrementarse. Sólo así se conseguirá evitar las nefastas consecuencias de un aumento brusco deprecios y la escasez, que implicarían gravísimas repercusiones para la economía mundial.

Teniendo en cuenta que los vehículos representan un consumo que supone las dos terceras partes de la totalidad del petróleo producido, muchas investigaciones en todo el mundo intentan explorar las posibilidades de las pilas de combustible, equipos que utilizan el hidrógeno...