Pilas Combustibles

Las pilas de combustible

Sus componentes esenciales.

Reformador

La reacción principal de reformado por vapor es la siguiente:CH4 + H2O → CO + 3H2

La temperatura a la que debe ocurrir la temperatura son unos 650 ºC.

Stack (reactor electroquímico)

Las reacciones que se producen en el stack, en cada uno de los electrodos:

• O2 + 4e- → 2O2-

• H2 + O2- → H2O + 2e-

• CO + O2- → CO2 + 2e-

La temperatura en este sistema está entre 900º C y 1000º C.

Quemador

Se usa para calentar el stack hasta la temperatura de funcionamiento o para mantener dicha temperatura.

Sistema de refrigeración

La pila de combustible tiene que ser refrigerada por medio de un circuito de agua en todo momento.

Este sistema de refrigeración es el que puede ser aprovechado como fuente de calor (calefacción, etc.)

Circuito eléctrico

Los sistemas auxiliares de la pila de combustible necesitan estar conectados a la red eléctrica en todo momento. Se podría incluso plantear el exportar la electricidad a la red eléctrica.En la operación de la pila se puede regular la electricidad producida.

Usos, aplicaciones y ejemplos.

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 los reactivos consumidos; es decir, produce electricidad de una fuente externa de combustible y de oxígeno1 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.

Los reactivos 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. Genera, utilizandohidrógeno y oxígeno, una producción de agua y de electricidad. El agua que suministra esta clase de célula es la que usan losastronautas para beber.

Las celdas de combustible son muy útiles como fuentes de energía en lugares remotos, como por ejemplo naves espaciales, estaciones meteorológicas alejadas, parques grandes, localizaciones rurales, y en ciertos usos militares. Un sistema con celda de combustible que funciona con hidrógeno puede ser compacto, ligero y no tiene piezas móviles importantes.

Aplicaciones de cogeneración (uso combinado de calor y electricidad) para viviendas, edificios de oficinas y fábricas. Este tipo de sistema genera energía eléctrica de manera constante (vendiendo el exceso de energía a la red cuando no se consume), y al mismo tiempo produce aire y agua caliente gracias al calor que desprende. Las celdas de combustible de Ácido fosfórico (PAFC Phosphoric-Acid Fuel Cells) abarcan el segmento más grande de aplicaciones de cogeneración en todo el mundo y pueden proporcionar eficacias combinadas cercanas al 80% (45-50% eléctrico + el resto como térmica). El mayor fabricante de células de combustible de PAFC esUTC Power, una división de United Technologies Corporation. También se utilizan celdas de combustible de carbonato Fundido (MCFCMolten Carbonate Fuel Cell) con fines idénticos, y existen prototipos de celdas de óxido sólido (SOFC Solid-Oxide Fuel Cell).

Beneficios y riesgos de su uso

En el futuro, las pilas de combustible podrían impulsar nuestros autos, con el hidrógeno para sustituir el combustible de petróleo que se utiliza en la mayoría de los vehículos actuales. Muchos fabricantes de vehículos

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