Cuales son las Celdas de Combustible Alcalinas

AFC (alcalina). Es uno de los diseños más viejos: se usaba desde 1960 en los Estados Unidos, en programas espaciales. Su costo es muy alto y requiere hidrógeno y oxígeno puros comprimidos, por lo cual es muy poco comercial. Trabaja a temperaturas entre 150 y 200 °C. Tiene alrededor de 70% de eficiencia.

Las celdas de combustible alcalinas(AFC,por sus siglas en ingles),desarrollada a principios de los años 60s,figura 1.8.Fueron las primeras celdas de combustible utilizadas en el programa de lanzamiento espacial  de los Estados Unidos en el A poyo.El electrolito consiste en una  disolución acuosa concentrada  de KOH(85%en peso)en las celdas que operan a altas temperatura(>250ºC)y menos concentrada(35-50%en peso)para menores temperaturas de funcionamiento .Sistemas desarrollados recientemente pueden operar a temperatura inferiores a los 100°C.

[pic 1]

La reducción del oxigeno en medio alcalino es mas rápida que en medio acido;en consecuencia .Es posible utilizar una amplia gama de electrolizadores ,por ejemplo.

Ni;Ag, oxidos metálicos ,spinels como MgAl₂O₄(minerales que su estructura comparte varios oxidos de metales de transición ),además de metales nobles.

A continuación anódica del hidrogeno:

H₂ + 2OH⁻ ------> 2H₂O+2e⁻

Reducción catódica del oxigeno

1∕2O₂+ H₂O +2e⁻ -------> 2OH

Reacción total:

H₂ + 1∕2 O₂ ----->H₂O

Loa iones OH son las especies que se transportan en la AFCs. El combustible y el oxidante se limitan a hidrogeno y oxigeno de alta pureza. El CO envenena  los catalizadores y el CO₂ puede reaccionar con el electrolito  para formar carbonato  de potasio ( K₂CO₃) solido. Los carbonatos se forman de acuerdo  con la siguiente reacción:

 CO₂ + 2OH⁻ -------> (CO₃)ʌ2⁻ + H₂O

Las AFCs poseen excelentes cualidades debido a su cinetica activa del catodo. En aplicaciones espaciales se han alcanzado eficiencias del 60%, que las alcanzadas con otros tipos de celdas  de combustibles. Aunque las  AFCs son las celdas mas económicas de fabricar, los problemas practicos asociados con el costo de la eliminación efectiva del CO₂ del aire de la alimentación del catodo han limitado el uso de los sistemas basados en AFC.

Celdas de combustible e carbonato fundido

El electrolito de carbonato fundido ( MCFC, por sus siglas en ingles), es generalmente una mezcla de carbonatos de litio y potasio ( Li₂ CO₃ ∕ K₂ CO₃) o de litio

Celdas de Combustible Alcalinas (AFC)[editar]

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Diagrama de pila de combustible tipo AFC

• Electrolito: una solución de hidróxido de potasio en agua.

• Catalizador: se puede usar una gran variedad de metales no preciosos.

• Temperatura de operación: entre 105-245⁰C

• Eficiencia eléctrica: 60-70%

El combustible y el comburente que se utilizan en las AFC tienen que ser hidrógeno y oxígeno puros. En efecto, el CO2 (o el CO) reacciona con el KOH y se forma carbonato potásico, lo que reduce enormemente la eficiencia de la pila de combustible.19 Incluso con pequeñas concentraciones (10 a 100 ppm) se produce el "envenenamiento" de la pila por monóxido o dióxido de carbono.21 Por este motivo, se utilizan principalmente en el sector aeroespacial y ambientes submarinos, figura 2.15. La concentración del electrolito está en torno al 35-50% para temperaturas de operación inferiores a 120°C, pudiendo operar a 250°C cuando la concentración es del 85%.19

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