pila de combustible hidrogeno

8/7/2019 pila de combustible hidrogeno

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Pila de combustible 1

Pila de combustible

Pila de hidrgeno. La celda en s es la estructura cbica del centro de

la imagen.

Una pila de combustible, tambin llamada clula o

celda de combustible es un dispositivo electroqumico

de conversin de energa similar a una batera, pero se

diferencia de esta ltima en que est diseada para

permitir el reabastecimiento continuo de los reactivos

consumidos; es decir, produce electricidad de una

fuente externa de combustible y de oxgeno en

contraposicin a la capacidad limitada de

almacenamiento de energa que posee una batera.

Adems, los electrodos en una batera reaccionan y

cambian segn cmo est de cargada o descargada; en

cambio, en una celda de combustible los electrodos son

catalticos y relativamente estables.

Los reactivos tpicos utilizados en una celda de

combustible son hidrgeno en el lado del nodo y

oxgeno en el lado del ctodo (si se trata de una celda

de hidrgeno). Por otra parte las bateras

convencionales consumen reactivos slidos 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 reaccin "fluyen

hacia fuera". La operacin a largo plazo virtualmente

continua es factible mientras se mantengan estos flujos.

El fabricante de automviles japons Honda, la nica firma que ha obtenido la homologacin para comercializar su

vehculo impulsado por este sistema, el FCX Clarity, en Japn y Estados Unidos, ha desarrollado tambin la Home

Energy Station, (HES), un sistema autnomo y domstico que permite obtener hidrgeno a partir de energa solar

para repostar vehculos de pila de combustible y aprovechar el proceso para generar electricidad y agua caliente para

el hogar.
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Honda_FCX_Clarityhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hondahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Celda_de_hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Celda_de_hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=C%C3%A1todohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=%C3%81nodohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Catalizadorhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Electrodohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Combustiblehttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Electricidadhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Reactivohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Bater%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Electroqu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Fuel_cell_NASA_p48600ac.jpg


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Tecnologa

Esquema de funcionamiento de una pila de combustible.

En el ejemplo tpico de una clula de

membrana intercambiadora de

protones (o electrolito polimrico)

hidrgeno/oxgeno de una celda de

combustible (PEMFC, en ingls:proton exchange membrane fuel cell),

una membrana polimrica conductora

de protones (el electrolito), separa el

lado del nodo del lado del ctodo.

En el lado del nodo, el hidrgeno que

llega al nodo catalizador se disocia en

protones y electrones. Los protones

son conducidos a travs de la

membrana al ctodo, pero loselectrones estn forzados a viajar por

un circuito externo (produciendo

energa) ya que la membrana est

aislada elctricamente. En el

catalizador del ctodo, las molculas del oxgeno reaccionan con los electrones (conducidos a travs del circuito

externo) y protones para formar el agua. En este ejemplo, el nico residuo es vapor de agua o agua lquida. Es

importante mencionar que para que los protones puedan atravesar la membrana, esta debe estar convenientemente

humidificada dado que la conductividad protnica de las membranas polimricas utilizadas en este tipo de pilas

depende de la humedad de la membrana. Por lo tanto, es habitual humidificar los gases previamente al ingreso a la

pila.

Adems de hidrgeno puro, tambin se tiene el hidrgeno contenido en otras molculas de combustibles incluyendo

el disel, metanol (vase DMFC) y los hidruros qumicos, el residuo producido por este tipo de combustibles adems

de agua es dixido de carbono, entre otros.

Tensin

La tensin de celda depende de la corriente de carga. La tensin en circuito abierto es de 1,2 voltios; para crear

suficiente tensin, las celdas se agrupan combinndolas en serie y en paralelo, en lo que en ingls se denomina "Fuel

Cell Stack" (pila de clulas de combustible). El nmero de celdas usadas es generalmente superior a 45 y vara segn

el diseo.

Materiales

Los materiales usados en celdas de combustible varan segn el tipo. Vase Tipos de celda de combustible.

Las placas del electrodo/bipolar se hacen generalmente de nanotubos de metal, de nquel o de carbn, y estn

cubiertas por un catalizador (como el platino o el paladio) para conseguir una eficacia ms alta. El electrolito puede

ser de cermica o bien una membrana.
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Paladiohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Platinohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Celda_de_combustible%23Tipos_de_celdas_de_combustiblehttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Voltiohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Di%C3%B3xido_de_carbonohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=DMFChttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Vapor_de_aguahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Circuitohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Electroneshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Protoneshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Electrolitohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Membrana_intercambiadora_de_protoneshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Membrana_intercambiadora_de_protoneshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Fuel_cell_ES.svg


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Consideraciones de diseo en las celdas de combustible

Costos. En 2002, las celdas tpicas tenan un coste debido al catalizador de 850 (aprox. 1000 USD) por

kilovatio energa elctrica til; sin embargo, se espera que antes de 2007, sea reducida a unos 25 (aprox. 30

USD) por kilovatio [1]. Ballard ha conseguido, gracias a un catalizador mejorado con seda de carbono (carbon

silk), una reduccin del 30% (1 mg/cm a 0,7 mg/cm) de la cantidad de platino sin una reduccin en rendimiento

(informacin de 2005)[2].Los costes MEA (del ingls Membrane Electrode Assembly, o montaje del electrodo de la membrana)

del PEM (membrana intercambiadora de protones) varan segn el fabricante. As, la membrana de

Nafion de aprox. 400 /m utilizada en la membrana PEM de Toyota y 3M est siendo substituida por

la membrana de la ITM Power, con un precio alrededor de 4 /m (2004). Esta membrana nueva es un

hidrocarburo-polmero. Una compaa holandesa que ha realizado grandes inversiones en este terreno

est utilizando Solupor (un film de polietileno poroso)[3].

Gestin del agua en las PEMFC. En este tipo de celdas de combustible, la membrana debe hidratarse,

requiriendo evaporar el agua exactamente en la misma medida en que sta es producida. Si el agua se evapora

demasiado rpido, la membrana se seca, la resistencia a travs de ella aumenta, y se agrietar, creando un "corto

circuito" de gas donde el hidrgeno y el oxgeno se combinan directamente, generando calor que daar la celda

de combustible. Si el agua se evapora demasiado lentamente, los electrodos se inundarn, evitando que los

reactivos puedan alcanzar el catalizador y se parar la reaccin. Uno de los objetivos ms importantes en la

investigacin sobre clulas de combustible es la adecuada gestin del agua.

Gestin de la temperatura. Se debe mantener la misma temperatura en toda la celda para evitar la destruccin de

la celda por fatiga trmica.

Control de flujo. Al igual que en un motor de combustin, hay que mantener una relacin constante entre el

reactivo y el oxgeno para que la celda funcione eficientemente.

Durabilidad, vida, y requisitos especiales para ciertos tipos de celdas. Los usos estacionarios requieren

normalmente ms de 40.000 horas operativas fiables a una temperatura de -35 C a 40 C, mientras que lasclulas de combustible para automocin requieren al menos de 5.000 horas (el equivalente a unos 200.000

kilmetros) bajo temperaturas extremas. (Vase: Vehculo de hidrgeno). Las aplicaciones para automocin

deben adems permitir el arranque en fro hasta -30 C y poseer una alta potencia por unidad de volumen

(tpicamente 2.5 kW por litro).

Tolerancia limitada al CO (monxido de carbono)

Tipos de celdas de combustible

Nombre Electrolito Rango Temperatura

de trabajo

Eficiencia

elctrica

Estado

Clula de combustible reversible

Reversible fuel cell

Kit para la

enseanza

Energa azul

Blue Energy

membrana de polietileno Superior a 250

kW

Investigacin
http://en.wikipedia.org/wiki/Blue_energyhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Polietilenohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Membranahttp://en.wikipedia.org/wiki/Blue_energyhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Energ%C3%ADa_azulhttp://en.wikipedia.org/wiki/Reversible_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=C%C3%A9lula_de_combustible_reversiblehttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Electrolitohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Mon%C3%B3xido_de_carbonohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Veh%C3%ADculo_de_hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Motor_de_combusti%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fatiga_t%C3%A9rmicahttp://www.ecn.nl/bct/solupor.en.htmlhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=M%C2%B2http://www.fuelcellsworks.com/Supppage2336.htmlhttp://www.fuelcellcontrol.com/evs19.htmlhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Kilovatiohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=USDhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Euro


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Clula de combustible biolgica

MFC - Biological fuel cell

Celda de combustible de zinc

Zinc fuel cell ('Air' fuel cell)

Batera de flujo

Redox fuel cell

Investigacin

Pila de combustible alcalina

Alkaline fuel cell (AFC)

solucin alcalina de 10 a 100 kW inferior a80 C Celda: 60

70%Sistema: 62% Comercializada/Investigacin

Clula de combustible de membrana de

intercambio de protones

Proton exchange membrane fuel cell

(PEM FC)

membrana

polimrica(ionomer)

de 0,1 a 500

kW

70200 C, Celda: 5070 %

Sistema: 3050 %

Comercializada/

Investigacin

Direct borohydride fuel cell (DBFC)

solucin alcalina NaOH 70 C Investigacin

Formic acid fuel cell (FAFC)

cido frmico 90120 C Investigacin

Direct methanol fuel cell (DMFC)

membrana polimrica de pocos mW a100 kW

90120 C Celda: 2030 % Comercializandose/Investigacin

Direct-ethanol fuel cell (DEFC)

Investigacin

Phosphoric acid fuel cell (PAFC)

cido fosfrico Superior a 10

MW

200 C Celda: 55 % Sistema:

40 %

Comercializada/

Investigacin
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=%C3%81cido_fosf%C3%B3ricohttp://en.wikipedia.org/wiki/Phosphoric_acid_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://en.wikipedia.org/wiki/Direct-ethanol_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://en.wikipedia.org/wiki/Direct_methanol_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=%C3%81cido_f%C3%B3rmicohttp://en.wikipedia.org/wiki/Formic_acid_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidr%C3%B3xido_s%C3%B3dicohttp://en.wikipedia.org/wiki/Direct_borohydride_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://en.wikipedia.org/wiki/ionomerhttp://en.wikipedia.org/wiki/PEM_FChttp://en.wikipedia.org/wiki/PEM_FChttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Alcalinahttp://en.wikipedia.org/wiki/Alkaline_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Pila_de_combustible_alcalinahttp://en.wikipedia.org/wiki/Flow_Batteryhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Bater%C3%ADa_de_flujohttp://en.wikipedia.org/wiki/Zinc_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Celda_de_combustible_de_zinchttp://en.wikipedia.org/wiki/Biological_fuel_cellhttp://en.wikipedia.org/wiki/Biological_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Celda_de_combustible_biol%C3%B3gica


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Molten carbonate fuel cell (MCFC)

Carbonato-Alcalino

Fundido

100 MW 650 C Celda: 55 % Sistema:

47 %

Comercializandose/

Investigacin

Protonic ceramic fuel cell (PCFC)

cermica 700 C Investigacin

Solid oxide fuel cell (SOFC)

Electrolito de xido

Cermico

Superior a 100

kW

8001000 C Celda: 6065 %

Sistema: 5560 %

Comercializandose/

Investigacin

Rendimiento

El rendimiento de las clulas de combustible, a diferencia de los motores de combustin (interna y externa) no estlimitado por el ciclo de Carnot ya que no siguen un ciclo termodinmico. Por lo tanto, su rendimiento es muy alto en

comparacin, al convertir energa qumica en elctrica directamente. El rendimiento de una celda de combustible ,

bajo condiciones estndares est limitado por el cociente entre la variacin de la energa libre (estndar) de Gibbs

, y la variacin de la entalpa estndar de la reaccin qumica completa . El rendimiento real es igual o

normalmente inferior a este valor.

Una clula de combustible convierte normalmente la energa qumica de combustible en electricidad con un

rendimiento aproximadamente del 50%. El rendimiento sin embargo depende en gran medida de la corriente que

circula a travs de la celda de combustible: cuanto mayor es la corriente, menor el rendimiento. Para una de

hidrgeno, el rendimiento (energa real/energa terica) es igual a la tensin de la celda dividida por 1,23 voltios, a

una temperatura de 25 C. Esta tensin depende del combustible usado, de la calidad y de la temperatura de la clula.

Una clula que funcione a 0,6 V tendr un rendimiento cercano al 50%, lo que significa que el 50% de la energa

contenida en el hidrgeno es convertida en energa elctrica.

Una pila de combustible y un electrolizador devuelven menos del 50 por ciento de la energa de entrada (esto se

conoce como eficacia del proceso reversible), mientras que una batera de plomo y cido mucho ms barata puede

devolver cerca de 90 por ciento.

Hay que considerar tambin las prdidas debidas a la produccin, al transporte y al almacenaje. Los vehculos con

clula de combustible que funcionan con hidrgeno comprimido tienen una eficiencia del 22% si el hidrgeno sealmacena como gas a alta presin, y del 17% si se almacena como hidrgeno lquido (estas cifras deberan justificar

su metodologa de clculo).

Las clulas de combustible no pueden almacenar energa como una batera, sino que en algunos usos, como centrales

elctricas independientes basadas en fuentes "discontinuas" (solares, energa del viento), se combinan con

electrolizadores y sistemas de almacenaje para formar un conjunto para almacenar esta energa. El rendimiento del

proceso reversible (de electricidad al hidrgeno y de nuevo a electricidad) de tales plantas se encuentra entre el 30 y

el 40%.

En "usos combinados de calor y de energa" (cogeneracin), para aplicaciones donde tambin se requiere energa

calorfica, se acepta un rendimiento ms bajo de la conversin de combustible a electricidad (tpicamente 15-20%),

porque la mayora de la energa no convertida en electricidad se utiliza como calor. Se pierde algo de calor con los

gases que salen de la clula como ocurre en cualquier caldera convencional, por lo que con esta produccin
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Bater%C3%ADa_de_plomo_y_%C3%A1cidohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Entalp%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciclo_de_Carnothttp://en.wikipedia.org/wiki/Solid_oxide_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cer%C3%A1micahttp://en.wikipedia.org/wiki/Protonic_ceramic_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Alcalinohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Carbonatohttp://en.wikipedia.org/wiki/Molten_carbonate_fuel_cellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:ISO_639_Icon_en.svg


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combinada de energa trmica y de energa elctrica la eficacia sigue siendo ms baja de 100%, normalmente

alrededor del 80%. En trminos de energa sin embargo, el proceso es ineficaz, y se obtendran mejores resultados

energticos maximizando la electricidad generada y despus usando la electricidad para hacer funcionar una bomba

de calor.

Aplicaciones de las celdas de combustibleLas celdas de combustible son muy tiles como fuentes de energa en lugares remotos, como por ejemplo naves

espaciales, estaciones meteorolgicas alejadas, parques grandes, localizaciones rurales, y en ciertos usos militares.

Un sistema con celda de combustible que funciona con hidrgeno puede ser compacto, ligero y no tiene piezas

mviles importantes.

Aplicaciones de cogeneracin (uso combinado de calor y electricidad) para viviendas, edificios de oficinas y

fbricas. Este tipo de sistema genera energa elctrica de manera constante (vendiendo el exceso de energa 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 cido fosfrico (PAFC Phosphoric-Acid Fuel Cells) abarcan el segmento ms grande de

aplicaciones de cogeneracin en todo el mundo y pueden proporcionar eficacias combinadas cercanas al 80%

(45-50% elctrico + el resto como trmica). El mayor fabricante de clulas de combustible de PAFC es UTC Power,

una divisin de United Technologies Corporation. Tambin se utilizan celdas de combustible de carbonato Fundido

(MCFC Molten Carbonate Fuel Cell) con fines idnticos, y existen prototipos de celdas de xido slido (SOFC

Solid-Oxide Fuel Cell).

Los sistemas electrolizadores no almacenan el combustible en s mismos, por lo que necesitan de unidades de batera

externas, lo que supone un problema serio para reas rurales. En este caso, las bateras tienen que ser de gran tamao

para satisfacer la demanda del almacenaje, pero aun as esto supone un ahorro con respecto a los dispositivos

elctricos convencionales.

Existe un programa experimental en Stuart Island en el estado de Washington, donde la compaa Stuart Island

Energy Initiative ha construido un sistema completo en el cual los paneles solares generan la corriente para hacerfuncionar varios electrolizadores que producen hidrgeno. Dicho hidrgeno se almacena en un tanque de 1900 litros,

a una presin de 10 a 80 bar. Este combustible finalmente se utiliza para hacer funcionar una celda de combustible

de hidrgeno de 48 V ReliOn que proporciona suficiente energa elctrica para fines residenciales en la isla (vase el

enlace externo a SIEI. ORG).

Protium, una banda de rock formada en la Ponaganset High School, en Glocester, fue el primer conjunto musical del

mundo en utilizar celdas de combustible de hidrgeno para proveerse de energa. La banda utilizaba un Airgen

Fuelcell de 1kW Ballard Power systems. El conjunto ha tocado en numerosos eventos relacionados con las celdas de

combustible incluyendo el CEP de Connecticut, y el 2003 Fuel Cell Seminar en Miami beach.

Plug Power Inc. es otra compaa importante en el diseo, desarrollo y fabricacin de celdas de combustible PEM

para aplicaciones estacionarias, incluyendo productos dirigidos a las telecomunicaciones, energa bsica, y

aplicaciones de cogeneracin.
http://en.wikipedia.org/wiki/United_Technologies_Corporationhttp://en.wikipedia.org/wiki/UTC_Power


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Otros posibles usos

Plantas de potencia

Vehculos Elctricos

Sistemas Auxiliares de Energa

Sistemas de apoyo a la red elctrica

En la actualidad, los mayores problemas residen en los materiales de soporte y de catlisis. Segn diversosautores(Venkatachalapathy, Davila et al. 1999), (Hoogers 2003), un material electrocatalizador debe satisfacer varios

requisitos. Necesita, en primer lugar, alta eficiencia en la oxidacin electroqumica del combustible en el nodo, (e.g.

H2

o CH4) y para la reduccin del O

2en el ctodo. Una elevada durabilidad es tambin un requisito fundamental: se

espera que las PEMFCs funcionen al menos durante 10.000 horas. Es necesario que un electrocatalizador tenga una

buena conductividad elctrica para reducir al mnimo las prdidas por resistencia en la capa del catalizador. Ha de

tener finalmente un bajo coste de produccin.

Vehculos de hidrgeno, barcos, aviones y estaciones de servicio

El Toyota FCHV PEM FC, un vehculo diseado por Toyota

impulsado por hidrgeno

La primera estacin de reabastecimiento de hidrgenocomo combustible fue abierta en Reykjavk, Islandia en

abril de 2003. Esta estacin abastece a tres autobuses

construidos por DaimlerChrysler y que prestan servicio

en la red de transporte pblico de Reykjavk. La propia

estacin produce el hidrgeno que necesita, gracias a

una unidad electrolizadora (fabricada por Norsk

Hydro), y no necesita ser abastecida externamente: los

nicos suministros necesarios son electricidad y agua.

Shell tambin participa en el proyecto. La estacin no

tiene cubierta, para que en caso de peligro el hidrgenopueda escapar libremente a la atmsfera.

Hay numerosos prototipos y modelos de coches y

autobuses basados en la tecnologa de la pila de

combustible. Las empresas de automocin siguen

investigando y ya han llegado a fabricar algunos prototipos. Compaas como DaimlerChrysler, Ballard Power

Systems, Ford, Volvo, Mazda, General Motors, BMW, Hyundai, o Nissan, entre otras. Sin embargo, Honda es la

nica firma que ha obtenido la homologacin para empezar a comercializar su vehculo impulsado por este sistema,

el FCX Clarity, en Japn y Estados Unidos en 2008.

En septiembre de 2009, diferentes compaas (Honda, DaimlerChrysler, Ford Motor Company, General MotorsCorporation/Opel, Hyundai Motor Company, Kia Motors Corporation, la alianza Renault SA y Nissan Motor

Corporation y Toyota Motor Corporation), firmaron un acuerdo para homogeneizar el desarrollo y la introduccin al

mercado de vehculos elctricos impulsados con pila de combustible, lo que se consider un gran paso hacia la

produccin en serie de vehculos de cero emisiones. En el acuerdo, las compaas anticipaban que, a partir del ao

2015, una cantidad significativa de vehculos elctricos con pila de combustible podran ser comercializados.
http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Veh%C3%ADculo_de_hidr%C3%B3genohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Veh%C3%ADculo_de_cero_emisioneshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Veh%C3%ADculo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Toyotahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Nissanhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Renaulthttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Kia_Motorshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hyundaihttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=General_Motorshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fordhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Daimler_AGhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hondahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Honda_FCX_Clarityhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hondahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Nissanhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hyundaihttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=BMWhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=General_Motorshttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Mazdahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Volvohttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Fordhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Daimler_AGhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Shellhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Islandiahttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Reykjav%C3%ADkhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Toyota_FCHV.jpghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Conductividad_el%C3%A9ctrica


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Submarino Type 212 en el puerto

Los submarinos Type 212A, un avanzado diseo

alemn no nucleares, utiliza pilas de combustible

(desarrolladas por Siemens) para alimentar

nueve propulsores y puede mantenerse

sumergido durante semanas sin tener que subir a

la superficie, un sistema propulsor parecido depilas de hidrgeno, aunque mejorado tienen los

submarinos espaoles S-80 desarrollado por

Abengoa.

En abril de 2008, en Toledo (Espaa), la compaa Boeing hizo volar el primer avin propulsado por pila de

hidrgeno.[4] De manera parecida Airbus est desarrollando un prototipo de avin que utiliza esta tecnologa.

Actualmente, un equipo de estudiantes universitarios llamado Energy-Quest est preparando un barco accionado por

esta tecnologa para hacer un viaje alrededor del mundo, as como otros proyectos usando combustibles ms

eficientes o renovables. Su empresa se llama Tritn.

Economa y Medio Ambiente

Las celdas de combustible son muy atractivas para usos avanzados por su alta eficacia e idealmente (vase energas

renovables) por ser de emisiones cero, en contraste con los combustibles actuales ms comunes, como puedan ser el

metano o el gas natural, que siempre generan dixido de carbono. Casi el 50% de toda la electricidad que es

producida en los Estados Unidos, es procedente del carbn, que es una fuente de energa altamente sucia. Si se

utiliza electrlisis para crear el hidrgeno usando la energa procedente de las centrales elctricas, en realidad el

hidrgeno es creado a partir de carbn. Aunque la celda de combustible slo emita calor y agua como residuos, el

problema de la contaminacin continuar presente en las centrales elctricas.

Un acercamiento global debe considerar los impactos provocados por el escenario completo del hidrgeno, lo que

incluye la produccin, el uso, la infraestructura y los conversores de energa. Las pilas de combustible hoy en da

estn sobredimensionadas de catalizador, para compensar su propio deterioro [5]. La limitacin en las reservas

minerales de platino ha provocado la bsqueda de otras soluciones, por ejemplo la sntesis de un complejo

inorgnico muy similar a la base cataltica del hierro-sulfuro de las bacterias hidrogenasas [6]. Las reservas

mundiales de platino seran insuficientes (una cuarta parte) del necesario para permitir una conversin total de los

vehculos a clulas de combustible: una introduccin significativa de vehculos con la actual tecnologa, por lo tanto,

provocara un gran incremento del precio del platino y un descenso significativo de sus reservas. Sin embargo,

trabajos recientes han logrado disear catalizadores de hierro y nitrgeno tan eficientes como los de platino, pero con

una menor vida til (100 horas) [7].

Historia

El principio de funcionamiento de la clula de combustible fue descubierto por el cientfico Christian Friedrich

Schnbein en Suiza en 1838 y publicado en la edicin de enero de 1839 del "Philosophical Magazine". De acuerdo

con este trabajo, la primera fue desarrollada en 1843 por Sir William Grove, un cientfico gals, utilizando materiales

similares a los usados hoy en da para la clula de cido fosfrico. No fue hasta 1959 cuando el ingeniero britnico

Francis Thomas Bacon desarroll con xito una clula estacionaria de combustible de 5 kilovatios.

En 1959, un equipo encabezado por Harry Ihrig construy un tractor basado en una clula de combustible de 15

kilovatios para Allis-Chalmers que fue expuesto en EE.UU. en las ferias del estado. Este sistema utiliz hidrxido de

potasio como electrolito e hidrgeno y oxgeno comprimidos como reactivos.

Ms adelante, en 1959, Bacon y sus colegas fabricaron una unidad de 5 kW capaz de accionar una mquina de

soldadura, que condujo, en los aos 60 a que las patentes de Bacon licenciadas por Pratt y Whitney en los Estados
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Unidos (al menos la idea original) fuesen utilizadas en el programa espacial de Estados Unidos para proveer a los

astronautas de electricidad y de agua potable a partir del hidrgeno y oxgeno disponibles en los tanques de la nave

espacial.

Paralelamente a Pratt & Whitney Aircraft, General Electric desarroll la primera pila de membrana de intercambio

de protones (PEMFCs) para las misiones espaciales Gemini de la NASA. La primera misin que utiliz PEFCs fue la

Gemini V. Sin embargo, las misiones del Programa Apolo y las misiones subsecuentes Apolo-Soyuz, del Skylab, ydel transbordador utilizaban celdas de combustible basadas en el diseo de Bacon, desarrollado por Pratt & Whitney

Aircraft.

UTX, subsidiara de UTC Power fue la primera compaa en fabricar y comercializar un sistema de clulas de

combustible estacionario a gran escala, para su uso como central elctrica de cogeneracin en hospitales,

universidades, y grandes edificios de oficinas. UTC Power contina comercializndola bajo el nombre de PureCell

200, un sistema de 200 kilovatios, y sigue siendo el nico proveedor para la NASA para su uso en vehculos

espaciales, proveyendo actualmente al trasbordador espacial. Adems est desarrollando celdas de combustible para

automviles, autobuses, y antenas de telefona mvil. En el mercado de automocin, UTC Power fabric la primera

capaz de arrancar a bajas temperaturas: la clula de membrana de intercambio de protones (PEM).

Los materiales utilizados eran extremadamente caros y las celdas de combustible requeran hidrgeno y oxgeno muypuros. Las primeras celdas de combustible solan requerir temperaturas muy elevadas que eran un problema en

muchos usos. Sin embargo, se sigui investigando en celdas de combustible debido a las grandes cantidades de

combustible disponibles (hidrgeno y oxgeno).

A pesar de su xito en programas espaciales, estos sistemas se limitaron a aplicaciones especiales, donde el coste no

es un problema. No fue hasta el final de los aos 80 y principios de los 90 que las celdas de combustible se

convirtieron en una opcin real para uso ms amplio. Varias innovaciones, catalizador con menos platino y

electrodos de pelcula fina bajaron su coste, haciendo que el desarrollo de sistemas PEMFC (para, por ejemplo,

automviles) comenzara a ser realista.

Gerhard Ertl, ganador del Premio Nobel de Qumica en 2007, fue el descubridor del funcionamiento de las pilas decombustible.

Bibliografa

Gregor Hoogers, Hoogers Hoogers - Fuel Cell Technology Handbook- Edita:CRC Press enero de 2003 - ISBN

0-8493-0877-1

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Vase tambin

Economa del hidrgeno

Hidrogenera

Enlaces externos

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Pilas de combustible basadas en Goretex para vehculos hbridos (http://www.fierasdelaingenieria.com/

nuevas-pilas-de-combustible-para-vehiculos-hibridos/)

Vase tambin

hidrgeno

economa del hidrgeno

metanol (combustible)

metanol

etanol (combustible)

etanol

Biocombustible

Biodisel

bioetanol

camo
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Fuentes y contribuyentes del artculo 11

Fuentes y contribuyentes del artculoPila de combustible Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=44469332 Contribuyentes: 1000pablo, 3coma14, AlGaAs, Alexav8, Alhen, Aloneibar, Alvaro qc, Angel GN, Antur,Arkimedes, Barcex, Barri, BlackBeast, BlackSalamander, Chitarroni, Cobalttempest, Darkboy0712, David f.1993, David triback, Diego cornella, Diegusjaimes, Digigalos, Dodo, Dominican,Dvelasquez, Emijrp, Euratom, Fernando Estel, Fran89, Franky stuart, Gaijin, Gallowolf, GermanX, HUB, Haritol, Hhzorrilla, Humberto, Itnas19, JoSongoku, Komputisto, Kved, Lampsako,LasParedsStanScuxando, MARC912374, Mahadeva, Matdrodes, Mion, Misigon, Muro de Aguas, NaSz, Netito777, Ortisa, Paintman, Pan con queso, Pawer13, Pione, PoLuX124, Poc-oban,Prometheus, Proximo.xv, Rafiko77, Raulach, Rroyo, Sabbut, Simen el Loco, Stifax, Super braulio, Swatero, Tano4595, Tomatejc, Tostadora, Triku, Xoneca, 180 ediciones annimas

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