PRÁCTICA N° 5 PILAS DE COMBUSTIBLE (FUEL CELLS)

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

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LABORATORIO DE ELECTROQUÍMICA

PRÁCTICA N° 5

PILAS DE COMBUSTIBLE (FUEL CELLS)

GRUPO: 3IM72

SECCIÓN B

EQUIPO 3

INTEGRANTES:

HERNÁNDEZ MEZA LUIS GILBERTO

OROPEZA RODRIGUEZ EDUARDO

PECHE CORDOVA LESLIE

SÁNCHEZ PLIEGO ANDREA STEPHANIE

PROFESORES RESPONSABLES:

ARTURO MANZO ROBLEDO

JESUS LUCERO GUERRERO

FECHA DE ENTREGA: 10/OCTUBRE/2016

OBJETIVO

Conocer el funcionamiento y características principales de una pila de combustible (FUEL CELL) como dispositivo electroquímico para la generación de energía eléctrica.

Objetivos Específicos

1. Montar un sistema de pila de combustible (PC) a escala laboratorio
2. Identificar los componentes de una pila de combustible
3. Producir hidrogeno y oxigeno por medio de un panel solar (PS)
4. Determinar parámetros de operación
5. Diferenciar un electrolizador convencional y un electrolizador tipo PEM

RESUMEN

En la práctica se hace una introducción a los dispositivos conocidos como pilas de combustible (fuel cells) del tipo PEM (proton).

INTRODUCCIÓN

1.1 Aspectos Fundamentales

Una   pila   de   combustible,   también   llamada   célula   o   celda   de   combustible   es   un dispositivo   electroquímico   que   transforma   de   forma   directa   la   energía   química   en eléctrica. Es similar a una batería.

Se diferencia de la batería en que puede tener alimentación continua de los reactivos y

en que sus electrodos son catalíticos y relativamente estables.

Parte de unos reactivos, un combustible generalmente hidrógeno y de un comburente, en muchos casos oxígeno para producir agua, electricidad en forma de corriente

continua y calor.

Tiene diversas partes:

• Electrodos (ánodo donde se reduce el H2 y cátodo donde reacciona H+  y O2 ).
• Electrolito (separa los gases, permite el paso de los iones H+  al cátodo y separa los e-.
• Placas bipolares (conducen los gases y evacuan H2O).

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lect

Las reacciones que tienen lugar en cada uno de los electrodos son:

H2          2H + 2e-[pic 5]

1/2O2 + 2H+ + 2e-         H2O[pic 6]

H2 + 1/2O2         H2O[pic 7]

En el lado del ánodo, el hidrógeno que llega se disocia en protones y electrones. Los

protones son conducidos a través de la membrana al cátodo, pero los electrones están

forzados a viajar por un circuito externo (produciendo energía) ya que la membrana está

aislada   eléctricamente.   En   el   catalizador   del   cátodo,   las   moléculas   del   oxígeno

reaccionan con los electrones (conducidos a través del circuito externo) y protones para

formar el agua. En este caso, el único residuo es vapor de agua o agua líquida.

Tipos de pilas de combustible

Existen una gran variedad de pilas de combustible en función del tipo de electrolito

utilizado y de la temperatura aproximada de operación. Según estas características se

pueden clasificar en:

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Aplicaciones

Las  pilas   de  combustible  comprenden   una  amplia   variedad   de   aplicaciones:   desde

dispositivos portátiles (ordenadores, teléfonos móviles, pequeños electrodomésticos),

vehículos de todo tipo (coches, autobuses, barcos), hasta sistemas estacionarios de

generación de calor y energía para empresas, hospitales, zonas residenciales, etc.

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.

El vehículo de hidrógeno. Su funcionamiento

Para  el  funcionamiento de   un vehículo   de hidrógeno,   en primer   lugar  es  necesario

obtener el hidrógeno que se va a utilizar como combustible. Para ello se parte de agua

destilada que haciéndola pasar a través de los electrolizadores y mediante aplicación de

una   fuente   de   energía   eléctrica   o   placas   solares,   se   descompone   en   hidrógeno   y oxígeno.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

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CALCULOS

1. Elabore una grafica de volumen generado (V) de hidrogeno y oxigeno contra tiempo de electrolisis.

Generación de Oxigeno e Hidrogeno con panel solar

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