stringtranslate.com

Pila de combustible

Modelo de demostración de una celda de combustible de metanol directo (cubo de capas negras) en su carcasa
Esquema de una pila de combustible conductora de protones

Una pila de combustible es una celda electroquímica que convierte la energía química de un combustible (a menudo hidrógeno ) y un agente oxidante (a menudo oxígeno) [1] en electricidad a través de un par de reacciones redox . [2] Las pilas de combustible se diferencian de la mayoría de las baterías en que requieren una fuente continua de combustible y oxígeno (normalmente del aire) para mantener la reacción química, mientras que en una batería la energía química suele proceder de sustancias que ya están presentes en la batería. [3] Las pilas de combustible pueden producir electricidad de forma continua mientras se suministren combustible y oxígeno.

Las primeras pilas de combustible fueron inventadas por Sir William Grove en 1838. El primer uso comercial de las pilas de combustible llegó casi un siglo después, tras la invención de la pila de combustible de hidrógeno y oxígeno por Francis Thomas Bacon en 1932. La pila de combustible alcalina , también conocida como pila de combustible Bacon en honor a su inventor, se ha utilizado en los programas espaciales de la NASA desde mediados de la década de 1960 para generar energía para satélites y cápsulas espaciales . Desde entonces, las pilas de combustible se han utilizado en muchas otras aplicaciones. Las pilas de combustible se utilizan como energía primaria y de respaldo para edificios comerciales, industriales y residenciales y en áreas remotas o inaccesibles. También se utilizan para alimentar vehículos de pila de combustible , incluidos montacargas, automóviles, autobuses, [4] trenes, barcos, motocicletas y submarinos.

Existen muchos tipos de pilas de combustible, pero todas constan de un ánodo , un cátodo y un electrolito que permite que los iones, a menudo iones de hidrógeno con carga positiva (protones), se muevan entre los dos lados de la pila de combustible. En el ánodo, un catalizador hace que el combustible experimente reacciones de oxidación que generan iones (a menudo iones de hidrógeno con carga positiva) y electrones. Los iones se mueven del ánodo al cátodo a través del electrolito. Al mismo tiempo, los electrones fluyen del ánodo al cátodo a través de un circuito externo, produciendo electricidad de corriente continua . En el cátodo, otro catalizador hace que los iones, electrones y oxígeno reaccionen, formando agua y posiblemente otros productos. Las pilas de combustible se clasifican por el tipo de electrolito que utilizan y por la diferencia en el tiempo de arranque que va desde 1 segundo para las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (pilas de combustible PEM o PEMFC) hasta 10 minutos para las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC). Una tecnología relacionada son las baterías de flujo , en las que el combustible se puede regenerar mediante recarga. Las celdas de combustible individuales producen potenciales eléctricos relativamente pequeños, alrededor de 0,7 voltios, por lo que las celdas se "apilan", o se colocan en serie, para crear suficiente voltaje para satisfacer los requisitos de una aplicación. [5] Además de electricidad, las celdas de combustible producen vapor de agua, calor y, dependiendo de la fuente de combustible, cantidades muy pequeñas de dióxido de nitrógeno y otras emisiones. Las celdas PEMFC generalmente producen menos óxidos de nitrógeno que las celdas SOFC: operan a temperaturas más bajas, usan hidrógeno como combustible y limitan la difusión de nitrógeno al ánodo a través de la membrana de intercambio de protones, que forma NOx. La eficiencia energética de una celda de combustible generalmente está entre el 40 y el 60%; sin embargo, si se captura el calor residual en un esquema de cogeneración , se pueden obtener eficiencias de hasta el 85%. [6]

Historia

Número de familias de patentes (líneas continuas) y publicaciones no relacionadas con patentes sobre distintas fuentes de energía electroquímica por año. También se muestra como línea magenta el precio del petróleo ajustado por inflación en dólares estadounidenses por litro en escala lineal.
Boceto de la pila de combustible de Sir William Grove de 1839

Las primeras referencias a las pilas de combustible de hidrógeno aparecieron en 1838. En una carta fechada en octubre de 1838 pero publicada en la edición de diciembre de 1838 de The London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science , el físico y abogado galés Sir William Grove escribió sobre el desarrollo de sus primeras pilas de combustible rudimentarias. Utilizó una combinación de láminas de hierro, cobre y placas de porcelana, y una solución de sulfato de cobre y ácido diluido. [7] [8] En una carta a la misma publicación escrita en diciembre de 1838 pero publicada en junio de 1839, el físico alemán Christian Friedrich Schönbein habló de la primera pila de combustible rudimentaria que había inventado. Su carta hablaba de la corriente generada a partir de hidrógeno y oxígeno disueltos en agua. [9] Grove esbozó más tarde su diseño, en 1842, en la misma revista. La pila de combustible que fabricó utilizaba materiales similares a la pila de combustible de ácido fosfórico actual . [10] [11]

En 1932, el ingeniero inglés Francis Thomas Bacon desarrolló con éxito una pila de combustible estacionaria de 5 kW. [12] La NASA utilizó la pila de combustible alcalina (AFC), también conocida como pila de combustible Bacon en honor a su inventor, desde mediados de la década de 1960. [12] [13]

En 1955, W. Thomas Grubb, un químico que trabajaba para General Electric Company (GE), modificó aún más el diseño original de la pila de combustible utilizando una membrana de intercambio iónico de poliestireno sulfonado como electrolito. Tres años más tarde, otro químico de GE, Leonard Niedrach, ideó una forma de depositar platino sobre la membrana, que sirvió como catalizador para las reacciones necesarias de oxidación del hidrógeno y reducción del oxígeno. Esto se conoció como la "pila de combustible de Grubb-Niedrach". [14] [15] GE continuó desarrollando esta tecnología con la NASA y McDonnell Aircraft, lo que llevó a su uso durante el Proyecto Gemini . Este fue el primer uso comercial de una pila de combustible. En 1959, un equipo dirigido por Harry Ihrig construyó un tractor de pila de combustible de 15 kW para Allis-Chalmers , que se demostró en todo Estados Unidos en ferias estatales. Este sistema utilizaba hidróxido de potasio como electrolito e hidrógeno y oxígeno comprimidos como reactivos. Más tarde, en 1959, Bacon y sus colegas demostraron una unidad práctica de cinco kilovatios capaz de alimentar una máquina de soldar. En la década de 1960, Pratt & Whitney licenció las patentes estadounidenses de Bacon para su uso en el programa espacial estadounidense para suministrar electricidad y agua potable (el hidrógeno y el oxígeno estaban fácilmente disponibles en los tanques de la nave espacial). En 1991, Roger E. Billings desarrolló el primer automóvil con pila de combustible de hidrógeno. [16] [17] [18]

UTC Power fue la primera empresa en fabricar y comercializar un sistema de pilas de combustible estacionarias de gran tamaño para su uso como planta de cogeneración en hospitales, universidades y grandes edificios de oficinas. [19]

En reconocimiento a la industria de las pilas de combustible y al papel de Estados Unidos en el desarrollo de las mismas, el Senado de los Estados Unidos reconoció el 8 de octubre de 2015 como el Día Nacional del Hidrógeno y las Pilas de Combustible , aprobando la S. RES 217. La fecha fue elegida en reconocimiento al peso atómico del hidrógeno (1,008). [20]

Tipos de pilas de combustible; diseño

Las pilas de combustible se presentan en muchas variedades; sin embargo, todas funcionan de la misma manera general. Están formadas por tres segmentos adyacentes: el ánodo , el electrolito y el cátodo . En las interfases de los tres segmentos diferentes se producen dos reacciones químicas. El resultado neto de las dos reacciones es que se consume combustible, se crea agua o dióxido de carbono y se crea una corriente eléctrica, que se puede utilizar para alimentar dispositivos eléctricos, normalmente denominados carga.

En el ánodo, un catalizador ioniza el combustible, convirtiéndolo en un ion con carga positiva y un electrón con carga negativa. El electrolito es una sustancia diseñada específicamente para que los iones puedan atravesarlo, pero los electrones no. Los electrones liberados viajan a través de un cable creando una corriente eléctrica. Los iones viajan a través del electrolito hasta el cátodo. Una vez que llegan al cátodo, los iones se reúnen con los electrones y ambos reaccionan con un tercer químico, generalmente oxígeno, para crear agua o dióxido de carbono.

Diagrama de bloques de una pila de combustible

Las características de diseño de una celda de combustible incluyen:

Una pila de combustible típica produce un voltaje de entre 0,6 y 0,7 V con una carga nominal completa. El voltaje disminuye a medida que aumenta la corriente debido a varios factores:

Para suministrar la cantidad de energía deseada, las celdas de combustible se pueden combinar en serie para producir un voltaje más alto y en paralelo para permitir que se suministre una corriente más alta . Este diseño se denomina pila de celdas de combustible . La superficie de la celda también se puede aumentar para permitir que cada celda cuente con una corriente más alta.

Pilas de combustible de membrana de intercambio de protones

Construcción de una PEMFC de alta temperatura : placa bipolar como electrodo con estructura de canal de gas fresado, fabricada a partir de compuestos conductores (mejorados con grafito , negro de carbono , fibra de carbono y/o nanotubos de carbono para mayor conductividad); [24] papeles de carbono porosos ; capa reactiva, generalmente sobre la membrana de polímero aplicada; membrana de polímero.
Condensación de agua producida por una celda PEMFC en la pared del canal de aire. El alambre de oro que rodea la celda asegura la recolección de corriente eléctrica. [25]
Micrografía SEM de una sección transversal de MEA de PEMFC con un cátodo catalizador de metal no precioso y un ánodo de Pt/C. [26] Se aplicaron colores falsos para mayor claridad.

En el diseño arquetípico de celda de combustible de membrana de intercambio de protones de óxido de hidrógeno (PEMFC), una membrana de polímero conductor de protones (normalmente nafion ) contiene la solución electrolítica que separa los lados del ánodo y el cátodo . [27] [28] Esto se llamó celda de combustible de electrolito de polímero sólido ( SPEFC ) a principios de la década de 1970, antes de que se comprendiera bien el mecanismo de intercambio de protones. (Observe que los sinónimos membrana de electrolito de polímero y mecanismo de intercambio de protones dan como resultado el mismo acrónimo ).

En el lado del ánodo, el hidrógeno se difunde al catalizador del ánodo, donde luego se disocia en protones y electrones. Estos protones a menudo reaccionan con oxidantes, lo que hace que se conviertan en lo que comúnmente se conoce como membranas de protones multifacéticas. Los protones se conducen a través de la membrana hasta el cátodo, pero los electrones se ven obligados a viajar en un circuito externo (que suministra energía) porque la membrana es aislante eléctricamente. En el catalizador del cátodo, las moléculas de oxígeno reaccionan con los electrones (que han viajado a través del circuito externo) y los protones para formar agua.

Además de este tipo de hidrógeno puro, existen combustibles de hidrocarburos para las pilas de combustible, entre ellos el diésel , el metanol ( véase: pilas de combustible de metanol directo y pilas de combustible de metanol indirecto ) y los hidruros químicos. Los productos de desecho de estos tipos de combustible son el dióxido de carbono y el agua. Cuando se utiliza hidrógeno, el CO2 se libera cuando el metano del gas natural se combina con vapor, en un proceso llamado reformado de metano con vapor , para producir el hidrógeno. Esto puede tener lugar en una ubicación diferente a la de la pila de combustible, lo que potencialmente permite utilizar la pila de combustible de hidrógeno en interiores, por ejemplo, en carretillas elevadoras.

Los diferentes componentes de una PEMFC son

  1. placas bipolares,
  2. electrodos ,
  3. catalizador ,
  4. membrana, y
  5. el hardware necesario, como colectores de corriente y juntas. [29]

Los materiales utilizados para las diferentes partes de las celdas de combustible difieren según el tipo. Las placas bipolares pueden estar hechas de diferentes tipos de materiales, como metal, metal recubierto, grafito , grafito flexible, compuesto C–C , compuestos de carbono - polímero , etc. [30] El conjunto de electrodos de membrana (MEA) se conoce como el corazón de la PEMFC y generalmente está hecho de una membrana de intercambio de protones intercalada entre dos papeles de carbono recubiertos con catalizador . El platino y/o tipos similares de metales nobles se utilizan generalmente como catalizador para PEMFC, y estos pueden estar contaminados por monóxido de carbono , lo que requiere un combustible de hidrógeno relativamente puro. [31] El electrolito podría ser una membrana de polímero .

Problemas de diseño de celdas de combustible con membrana de intercambio de protones

Costo
En 2013, el Departamento de Energía estimó que se podrían lograr sistemas de celdas de combustible para automóviles de 80 kW con costos de US$67 por kilovatio, suponiendo una producción en volumen de 100.000 unidades automotrices por año, y US$55 por kilovatio, suponiendo una producción en volumen de 500.000 unidades por año. [32] Muchas empresas están trabajando en técnicas para reducir los costos de diversas maneras, incluida la reducción de la cantidad de platino necesaria en cada celda individual. Ballard Power Systems ha experimentado con un catalizador mejorado con seda de carbono, que permite una reducción del 30% (1,0–0,7 mg/cm 2 ) en el uso de platino sin reducir el rendimiento. [33] La Universidad Monash , Melbourne, utiliza PEDOT como cátodo . [34] Un estudio publicado en 2011 [35] documentó el primer electrocatalizador sin metal que utiliza nanotubos de carbono dopados relativamente económicos , que cuestan menos del 1% del platino y tienen un rendimiento igual o superior. Un artículo publicado recientemente demostró cómo cambian las cargas ambientales cuando se utilizan nanotubos de carbono como sustrato de carbono para el platino. [36]
Gestión del agua y del aire [37] [38] (en PEMFC)
En este tipo de celdas de combustible, la membrana debe hidratarse, lo que requiere que el agua se evapore exactamente al mismo ritmo que se produce. Si el agua se evapora demasiado rápido, la membrana se seca, la resistencia a través de ella aumenta y, finalmente, se agrietará, creando un "cortocircuito" de gas donde el hidrógeno y el oxígeno se combinan directamente, generando calor que dañará la celda de combustible. Si el agua se evapora demasiado lentamente, los electrodos se inundarán, impidiendo que los reactivos lleguen al catalizador y deteniendo la reacción. Se están desarrollando métodos para gestionar el agua en las celdas, como bombas electroosmóticas que se centran en el control del flujo. Al igual que en un motor de combustión, es necesaria una relación constante entre el reactivo y el oxígeno para mantener la celda de combustible funcionando de manera eficiente.
Gestión de la temperatura
Se debe mantener la misma temperatura en toda la celda para evitar su destrucción por carga térmica . Esto es particularmente complicado porque la reacción 2H 2 + O 2 → 2H 2 O es altamente exotérmica, por lo que se genera una gran cantidad de calor dentro de la celda de combustible.
Durabilidad, vida útil y requisitos especiales para algunos tipos de celdas.
Las aplicaciones de celdas de combustible estacionarias requieren típicamente más de 40.000 horas de funcionamiento confiable a una temperatura de −35 a 40 °C (−31 a 104 °F), mientras que las celdas de combustible para automóviles requieren una vida útil de 5.000 horas (el equivalente a 240.000 km o 150.000 mi) a temperaturas extremas. La vida útil actual es de 2.500 horas (aproximadamente 120.000 km o 75.000 mi). [39] Los motores de automóviles también deben poder arrancar de manera confiable a −30 °C (−22 °F) y tener una alta relación potencia-volumen (típicamente 2,5 kW/L).
Tolerancia limitada al monóxido de carbono de algunos cátodos (no PEDOT). [31]

Pila de combustible de ácido fosfórico

Las pilas de combustible de ácido fosfórico (PAFC) fueron diseñadas e introducidas por primera vez en 1961 por GV Elmore y HA Tanner. En estas pilas, el ácido fosfórico se utiliza como un electrolito no conductor para pasar protones del ánodo al cátodo y para obligar a los electrones a viajar del ánodo al cátodo a través de un circuito eléctrico externo. Estas pilas suelen funcionar a temperaturas de entre 150 y 200 °C. Esta alta temperatura provocará pérdida de calor y energía si el calor no se elimina y se utiliza correctamente. Este calor se puede utilizar para producir vapor para sistemas de aire acondicionado o cualquier otro sistema que consuma energía térmica. [40] El uso de este calor en la cogeneración puede mejorar la eficiencia de las pilas de combustible de ácido fosfórico del 40 al 50% a aproximadamente el 80%. [40] Dado que la tasa de producción de protones en el ánodo es pequeña, se utiliza platino como catalizador para aumentar esta tasa de ionización. Una desventaja clave de estas pilas es el uso de un electrolito ácido. Esto aumenta la corrosión u oxidación de los componentes expuestos al ácido fosfórico. [41]

Pila de combustible de ácido sólido

Las celdas de combustible de ácido sólido (SAFC) se caracterizan por el uso de un material ácido sólido como electrolito. A bajas temperaturas, los ácidos sólidos tienen una estructura molecular ordenada como la mayoría de las sales. A temperaturas más cálidas (entre 140 y 150  °C para CsHSO 4 ), algunos ácidos sólidos experimentan una transición de fase para convertirse en estructuras "superprotónicas" altamente desordenadas, lo que aumenta la conductividad en varios órdenes de magnitud. Las primeras SAFC de prueba de concepto se desarrollaron en 2000 utilizando sulfato de hidrógeno de cesio (CsHSO 4 ). [42] Los sistemas SAFC actuales utilizan fosfato de dihidrógeno de cesio (CsH 2 PO 4 ) y han demostrado una vida útil de miles de horas. [43]

Pila de combustible alcalina

La pila de combustible alcalina (CFA) o pila de combustible de hidrógeno y oxígeno fue diseñada y demostrada públicamente por primera vez por Francis Thomas Bacon en 1959. Se utilizó como fuente primaria de energía eléctrica en el programa espacial Apolo. [44] La pila consta de dos electrodos de carbono porosos impregnados con un catalizador adecuado como Pt, Ag, CoO, etc. El espacio entre los dos electrodos se llena con una solución concentrada de KOH o NaOH que sirve como electrolito. El gas H2 y el gas O2 se burbujean en el electrolito a través de los electrodos de carbono porosos. Por lo tanto, la reacción general implica la combinación de gas hidrógeno y gas oxígeno para formar agua. La pila funciona continuamente hasta que se agota el suministro de reactivo. Este tipo de celda opera eficientemente en el rango de temperatura de 343–413  K (70-140 °C) y proporciona un potencial de aproximadamente 0,9  V. [45] La celda de combustible de membrana de intercambio aniónico alcalino (AAEMFC) es un tipo de AFC que emplea un electrolito de polímero sólido en lugar de hidróxido de potasio acuoso (KOH) y es superior a la AFC acuosa.

Pilas de combustible de alta temperatura

Pila de combustible de óxido sólido

Las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) utilizan un material sólido, más comúnmente un material cerámico llamado zirconio estabilizado con itrio (YSZ), como electrolito . Debido a que las SOFC están hechas completamente de materiales sólidos, no están limitadas a la configuración plana de otros tipos de celdas de combustible y a menudo están diseñadas como tubos laminados. Requieren altas temperaturas de operación (800–1000 °C) y pueden funcionar con una variedad de combustibles, incluido el gas natural. [6]

Las SOFC son únicas porque los iones de oxígeno cargados negativamente viajan desde el cátodo (lado positivo de la celda de combustible) al ánodo (lado negativo de la celda de combustible) en lugar de que los protones viajen al revés (es decir, del ánodo al cátodo), como es el caso en todos los demás tipos de celdas de combustible. El gas oxígeno se alimenta a través del cátodo, donde absorbe electrones para crear iones de oxígeno. Los iones de oxígeno luego viajan a través del electrolito para reaccionar con el gas hidrógeno en el ánodo. La reacción en el ánodo produce electricidad y agua como subproductos. El dióxido de carbono también puede ser un subproducto dependiendo del combustible, pero las emisiones de carbono de un sistema SOFC son menores que las de una planta de combustión de combustibles fósiles . [46] Las reacciones químicas para el sistema SOFC se pueden expresar de la siguiente manera: [47]

Reacción del ánodo : 2H 2 + 2O 2− → 2H 2 O + 4e
Reacción del cátodo : O 2 + 4e → 2O 2−
Reacción celular general : 2H 2 + O 2 → 2H 2 O

Los sistemas SOFC pueden funcionar con combustibles distintos del gas hidrógeno puro. Sin embargo, dado que el hidrógeno es necesario para las reacciones mencionadas anteriormente, el combustible seleccionado debe contener átomos de hidrógeno. Para que la pila de combustible funcione, el combustible debe convertirse en gas hidrógeno puro. Las SOFC son capaces de reformar internamente hidrocarburos ligeros como el metano (gas natural), [48] propano y butano. [49] Estas pilas de combustible se encuentran en una etapa temprana de desarrollo. [50]

Los sistemas SOFC presentan desafíos debido a sus altas temperaturas de funcionamiento. Uno de ellos es la posibilidad de que se acumule polvo de carbono en el ánodo, lo que ralentiza el proceso de reformado interno. Las investigaciones para abordar este problema de la "coquización del carbono" en la Universidad de Pensilvania han demostrado que el uso de cermet a base de cobre (materiales resistentes al calor hechos de cerámica y metal) puede reducir la coquización y la pérdida de rendimiento. [51] Otra desventaja de los sistemas SOFC es el largo tiempo de arranque, lo que hace que las SOFC sean menos útiles para aplicaciones móviles. A pesar de estas desventajas, una temperatura de funcionamiento alta proporciona una ventaja al eliminar la necesidad de un catalizador de metal precioso como el platino, lo que reduce el costo. Además, el calor residual de los sistemas SOFC se puede capturar y reutilizar, lo que aumenta la eficiencia general teórica hasta un 80-85%. [6]

La alta temperatura de funcionamiento se debe en gran medida a las propiedades físicas del electrolito YSZ. A medida que la temperatura disminuye, también lo hace la conductividad iónica del YSZ. Por lo tanto, para obtener el rendimiento óptimo de la celda de combustible, se requiere una temperatura de funcionamiento alta. Según su sitio web, Ceres Power , un fabricante de celdas de combustible SOFC del Reino Unido, ha desarrollado un método para reducir la temperatura de funcionamiento de su sistema SOFC a 500-600 grados Celsius. Reemplazaron el electrolito YSZ comúnmente utilizado con un electrolito CGO (óxido de gadolinio y cerio). La temperatura de funcionamiento más baja les permite utilizar acero inoxidable en lugar de cerámica como sustrato de la celda, lo que reduce el costo y el tiempo de puesta en marcha del sistema. [52]

Pila de combustible de carbonato fundido

Las celdas de combustible de carbonato fundido (MCFC) requieren una temperatura de funcionamiento alta, 650 °C (1200 °F), similar a las SOFC . Las MCFC utilizan sal de carbonato de litio y potasio como electrolito, y esta sal se licúa a altas temperaturas, lo que permite el movimiento de carga dentro de la celda; en este caso, iones de carbonato negativos. [53]

Al igual que las SOFC, las MCFC son capaces de convertir combustible fósil en un gas rico en hidrógeno en el ánodo, eliminando la necesidad de producir hidrógeno externamente. El proceso de reformado crea emisiones de CO2 . Los combustibles compatibles con MCFC incluyen gas natural, biogás y gas producido a partir de carbón. El hidrógeno en el gas reacciona con iones de carbonato del electrolito para producir agua, dióxido de carbono, electrones y pequeñas cantidades de otros químicos. Los electrones viajan a través de un circuito externo, creando electricidad, y regresan al cátodo. Allí, el oxígeno del aire y el dióxido de carbono reciclado del ánodo reaccionan con los electrones para formar iones de carbonato que reponen el electrolito, completando el circuito. [53] Las reacciones químicas para un sistema MCFC se pueden expresar de la siguiente manera: [54]

Reacción anódica : CO 3 2− + H 2 → H 2 O + CO 2 + 2e
Reacción catódica : CO 2 + ½O 2 + 2e → CO 3 2−
Reacción celular global : H 2 + ½O 2 → H 2 O

Al igual que las SOFC, las desventajas de las MCFC incluyen tiempos de arranque lentos debido a su alta temperatura de operación. Esto hace que los sistemas MCFC no sean adecuados para aplicaciones móviles, y esta tecnología probablemente se utilizará para propósitos de celdas de combustible estacionarias. El principal desafío de la tecnología MCFC es la corta vida útil de las celdas. La alta temperatura y el electrolito de carbonato conducen a la corrosión del ánodo y el cátodo. Estos factores aceleran la degradación de los componentes de las MCFC, disminuyendo la durabilidad y la vida útil de la celda. Los investigadores están abordando este problema explorando materiales resistentes a la corrosión para los componentes, así como diseños de celdas de combustible que pueden aumentar la vida útil de la celda sin disminuir el rendimiento. [6]

Las MCFC tienen varias ventajas sobre otras tecnologías de celdas de combustible, incluida su resistencia a las impurezas. No son propensas a la "coquización de carbono", que se refiere a la acumulación de carbono en el ánodo que reduce el rendimiento al ralentizar el proceso interno de reformado del combustible . Por lo tanto, los combustibles ricos en carbono, como los gases fabricados a partir del carbón, son compatibles con el sistema. El Departamento de Energía de los Estados Unidos afirma que el carbón, en sí mismo, podría incluso ser una opción de combustible en el futuro, suponiendo que el sistema pueda hacerse resistente a las impurezas, como el azufre y las partículas que resultan de la conversión del carbón en hidrógeno. [6] Las MCFC también tienen eficiencias relativamente altas. Pueden alcanzar una eficiencia de combustible a electricidad del 50%, considerablemente más alta que la eficiencia del 37-42% de una planta de celdas de combustible de ácido fosfórico. Las eficiencias pueden ser tan altas como el 65% cuando la celda de combustible está emparejada con una turbina, y el 85% si el calor se captura y se utiliza en un sistema combinado de calor y energía (CHP). [53]

FuelCell Energy, un fabricante de pilas de combustible con sede en Connecticut, desarrolla y vende pilas de combustible MCFC. La empresa afirma que sus productos MCFC varían desde sistemas de 300 kW a 2,8 MW que alcanzan una eficiencia eléctrica del 47% y pueden utilizar tecnología de cogeneración para obtener mayores eficiencias generales. Un producto, el DFC-ERG, se combina con una turbina de gas y, según la empresa, alcanza una eficiencia eléctrica del 65%. [55]

Pila de combustible de almacenamiento eléctrico

La pila de combustible de almacenamiento eléctrico es una batería convencional que se carga mediante la entrada de energía eléctrica, utilizando el efecto electroquímico convencional. Sin embargo, la batería incluye además entradas de hidrógeno (y oxígeno) para cargarla químicamente de manera alternativa. [56]

Comparación de tipos de pilas de combustible

Glosario de términos en tabla:

Ánodo
El electrodo en el que se produce la oxidación (pérdida de electrones). En el caso de las pilas de combustible y otras celdas galvánicas, el ánodo es el terminal negativo; en el caso de las celdas electrolíticas (donde se produce la electrólisis), el ánodo es el terminal positivo. [60]
Solución acuosa [61]
De, relacionado con o parecido al agua
Hecho de, con o por agua.
Catalizador
Sustancia química que aumenta la velocidad de una reacción sin consumirse; después de la reacción, puede recuperarse potencialmente de la mezcla de reacción y no sufre modificaciones químicas. El catalizador reduce la energía de activación necesaria, lo que permite que la reacción se lleve a cabo más rápidamente o a una temperatura más baja. En una pila de combustible, el catalizador facilita la reacción del oxígeno y el hidrógeno. Normalmente está hecho de polvo de platino recubierto muy finamente sobre papel carbón o tela. El catalizador es rugoso y poroso, por lo que la superficie máxima del platino puede estar expuesta al hidrógeno o al oxígeno. El lado recubierto de platino del catalizador está orientado hacia la membrana de la pila de combustible. [60]
Cátodo
El electrodo en el que se produce la reducción (ganancia de electrones). En las pilas de combustible y otras celdas galvánicas, el cátodo es el terminal positivo; en las celdas electrolíticas (donde se produce la electrólisis), el cátodo es el terminal negativo. [60]
Electrólito
Una sustancia que conduce iones cargados de un electrodo a otro en una celda de combustible, una batería o un electrolizador. [60]
Pila de pilas de combustible
Pilas de combustible individuales conectadas en serie. Las pilas de combustible se apilan para aumentar el voltaje. [60]
Matriz
algo dentro o de lo cual algo más se origina, se desarrolla o toma forma. [62]
Membrana
La capa separadora de una celda de combustible que actúa como electrolito (un intercambiador de iones) y también como película de barrera que separa los gases en los compartimentos del ánodo y del cátodo de la celda de combustible. [60]
Pila de combustible de carbonato fundido (MCFC)
Un tipo de celda de combustible que contiene un electrolito de carbonato fundido. Los iones de carbonato (CO 3 2− ) se transportan desde el cátodo hasta el ánodo. Las temperaturas de funcionamiento suelen rondar los 650 °C. [60]
Pila de combustible de ácido fosfórico (PAFC)
Un tipo de celda de combustible en la que el electrolito consiste en ácido fosfórico concentrado (H 3 PO 4 ). Los protones (H+) se transportan desde el ánodo hasta el cátodo. El rango de temperatura de funcionamiento es generalmente de 160 a 220 °C. [60]
Celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM)
Celda de combustible que incorpora una membrana de polímero sólido utilizada como electrolito. Los protones (H+) se transportan desde el ánodo al cátodo. El rango de temperatura de funcionamiento es generalmente de 60 a 100 °C para la celda de combustible de membrana de intercambio de protones de baja temperatura (LT-PEMFC). [60] La celda de combustible PEM con una temperatura de funcionamiento de 120 a 200 °C se denomina celda de combustible de membrana de intercambio de protones de alta temperatura (HT-PEMFC). [63]
Pila de combustible de óxido sólido (SOFC)
Un tipo de celda de combustible en la que el electrolito es un óxido metálico sólido y no poroso, típicamente óxido de circonio (ZrO 2 ) tratado con Y 2 O 3 , y el O 2− se transporta desde el cátodo hasta el ánodo. Cualquier CO en el gas reformado se oxida a CO 2 en el ánodo. Las temperaturas de operación son típicamente de 800 a 1000 °C. [60]
Solución [64]
Un acto o proceso mediante el cual una sustancia sólida, líquida o gaseosa se mezcla homogéneamente con un líquido o, a veces, un gas o un sólido.
Una mezcla homogénea formada por este proceso; especialmente: un sistema líquido monofásico.
La condición de estar disuelto.

Eficiencia de los principales tipos de pilas de combustible

Eficiencia máxima teórica

La eficiencia energética de un sistema o dispositivo que convierte energía se mide por la relación entre la cantidad de energía útil que produce el sistema ("energía de salida") y la cantidad total de energía que se introduce ("energía de entrada") o por la energía de salida útil como porcentaje de la energía de entrada total. En el caso de las pilas de combustible, la energía de salida útil se mide en energía eléctrica producida por el sistema. La energía de entrada es la energía almacenada en el combustible. Según el Departamento de Energía de los EE. UU., las pilas de combustible generalmente tienen una eficiencia energética de entre el 40 y el 60 %. [65] Esto es más alto que algunos otros sistemas de generación de energía. Por ejemplo, el motor de combustión interna de un automóvil puede tener una eficiencia energética de aproximadamente el 43 %. [66] [67] Las plantas de energía a vapor generalmente alcanzan eficiencias del 30 al 40 % [68] mientras que las plantas de turbinas de gas y vapor de ciclo combinado pueden alcanzar eficiencias superiores al 60 %. [69] [70] En los sistemas combinados de calor y energía (CHP), el calor residual producido por el ciclo de energía primario (ya sea de celdas de combustible, fisión nuclear o combustión) se captura y se utiliza, lo que aumenta la eficiencia del sistema hasta un 85-90%. [6]

La eficiencia máxima teórica de cualquier tipo de sistema de generación de energía nunca se alcanza en la práctica, y no considera otros pasos en la generación de energía, como la producción, el transporte y el almacenamiento de combustible y la conversión de la electricidad en energía mecánica. Sin embargo, este cálculo permite la comparación de diferentes tipos de generación de energía. La eficiencia máxima teórica de una celda de combustible se acerca al 100%, [71] mientras que la eficiencia máxima teórica de los motores de combustión interna es aproximadamente del 58%. [72]

En la práctica

Los valores se dan desde el 40% para ácidos, el 50% para carbonato fundido y el 60% para pilas de combustible alcalinas, de óxido sólido y PEM. [73]

Las pilas de combustible no pueden almacenar energía como una batería, [74] excepto como hidrógeno, pero en algunas aplicaciones, como las plantas de energía independientes basadas en fuentes discontinuas como la energía solar o eólica , se combinan con electrolizadores y sistemas de almacenamiento para formar un sistema de almacenamiento de energía. A partir de 2019, el 90% del hidrógeno se utilizó para refinar petróleo, productos químicos y producción de fertilizantes (donde se requiere hidrógeno para el proceso Haber-Bosch ), y el 98% del hidrógeno se produce mediante reformado de metano con vapor , que emite dióxido de carbono. [75] La eficiencia general (electricidad a hidrógeno y nuevamente a electricidad) de tales plantas (conocida como eficiencia de ida y vuelta ), utilizando hidrógeno puro y oxígeno puro, puede ser "de 35 hasta 50 por ciento", dependiendo de la densidad del gas y otras condiciones. [76] El sistema de electrolizador/pila de combustible puede almacenar cantidades indefinidas de hidrógeno y, por lo tanto, es adecuado para el almacenamiento a largo plazo.

Las pilas de combustible de óxido sólido producen calor a partir de la recombinación del oxígeno y el hidrógeno. La cerámica puede alcanzar temperaturas de hasta 800 °C (1470 °F). Este calor se puede capturar y utilizar para calentar agua en una aplicación de cogeneración (m-CHP). Cuando se captura el calor, la eficiencia total puede alcanzar el 80-90% en la unidad, pero no se tienen en cuenta las pérdidas de producción y distribución. Actualmente se están desarrollando unidades de cogeneración para el mercado doméstico europeo.

En 2008, el profesor Jeremy P. Meyers escribió en la revista Interface de la Electrochemical Society : "Si bien las pilas de combustible son eficientes en relación con los motores de combustión, no son tan eficientes como las baterías, principalmente debido a la ineficiencia de la reacción de reducción de oxígeno (y... la reacción de evolución de oxígeno, en caso de que el hidrógeno se forme por electrólisis del agua)... Tienen más sentido para el funcionamiento desconectado de la red, o cuando se puede suministrar combustible de forma continua. Para aplicaciones que requieren arranques frecuentes y relativamente rápidos... donde las emisiones cero son un requisito, como en espacios cerrados como almacenes, y donde el hidrógeno se considera un reactivo aceptable, una [pila de combustible PEM] se está convirtiendo en una opción cada vez más atractiva [si el intercambio de baterías es inconveniente]". [77] En 2013, las organizaciones militares estaban evaluando las pilas de combustible para determinar si podían reducir significativamente el peso de las baterías que transportan los soldados. [78]

En vehículos

En un vehículo de pila de combustible, la eficiencia de tanque a rueda es mayor del 45% con cargas bajas [79] y muestra valores promedio de alrededor del 36% cuando se utiliza un ciclo de conducción como el NEDC ( Nuevo Ciclo de Conducción Europeo ) como procedimiento de prueba. [80] El valor NEDC comparable para un vehículo diésel es del 22%. En 2008, Honda lanzó un vehículo eléctrico de pila de combustible de demostración (el Honda FCX Clarity ) con pila de combustible que afirmaba tener una eficiencia de tanque a rueda del 60%. [81]

También es importante tener en cuenta las pérdidas debidas a la producción, el transporte y el almacenamiento de combustible. Los vehículos con pilas de combustible que funcionan con hidrógeno comprimido pueden tener una eficiencia de planta motriz a rueda del 22% si el hidrógeno se almacena como gas a alta presión, y del 17% si se almacena como hidrógeno líquido . [82]

Aplicaciones

Submarino tipo 212 con propulsión por pila de combustible. Este ejemplar en dique seco es operado por la Armada alemana .

Fuerza

Las pilas de combustible estacionarias se utilizan para la generación de energía primaria y de reserva en ámbitos comerciales, industriales y residenciales. Las pilas de combustible son muy útiles como fuentes de energía en lugares remotos, como naves espaciales, estaciones meteorológicas remotas, grandes parques, centros de comunicaciones, lugares rurales, incluidas estaciones de investigación, y en ciertas aplicaciones militares. Un sistema de pilas de combustible que funcione con hidrógeno puede ser compacto y ligero, y no tener partes móviles importantes. Como las pilas de combustible no tienen partes móviles y no implican combustión, en condiciones ideales pueden alcanzar una fiabilidad de hasta el 99,9999 %. [83] Esto equivale a menos de un minuto de inactividad en un período de seis años. [83]

Dado que los sistemas de electrolizadores de celdas de combustible no almacenan combustible en sí mismos, sino que dependen de unidades de almacenamiento externas, se pueden aplicar con éxito en el almacenamiento de energía a gran escala, siendo las áreas rurales un ejemplo. [84] Hay muchos tipos diferentes de celdas de combustible estacionarias, por lo que las eficiencias varían, pero la mayoría tienen entre un 40% y un 60% de eficiencia energética. [6] Sin embargo, cuando el calor residual de la celda de combustible se utiliza para calentar un edificio en un sistema de cogeneración, esta eficiencia puede aumentar al 85%. [6] Esto es significativamente más eficiente que las centrales eléctricas de carbón tradicionales, que solo tienen una eficiencia energética de alrededor de un tercio. [85] Suponiendo una producción a escala, las celdas de combustible podrían ahorrar entre un 20% y un 40% en costos de energía cuando se usan en sistemas de cogeneración. [86] Las celdas de combustible también son mucho más limpias que la generación de energía tradicional; una planta de energía de celdas de combustible que use gas natural como fuente de hidrógeno crearía menos de una onza de contaminación (aparte de CO2 ) por cada 1000 kW·h producidos, en comparación con 25 libras de contaminantes generados por los sistemas de combustión convencionales. [87] Las pilas de combustible también producen un 97% menos de emisiones de óxido de nitrógeno que las centrales eléctricas convencionales alimentadas con carbón.

Un programa piloto de este tipo está en marcha en la isla Stuart, en el estado de Washington. Allí, la Iniciativa Energética de la Isla Stuart [88] ha construido un sistema completo de circuito cerrado: paneles solares alimentan un electrolizador que produce hidrógeno. El hidrógeno se almacena en un tanque de 500 galones estadounidenses (1.900 L) a 200 libras por pulgada cuadrada (1.400 kPa) y hace funcionar una pila de combustible ReliOn para proporcionar energía eléctrica de respaldo completa a la residencia que no está conectada a la red. A finales de 2011 se dio a conocer otro sistema de circuito cerrado en Hempstead, Nueva York. [89]

Las pilas de combustible se pueden utilizar con gas de baja calidad procedente de vertederos o plantas de tratamiento de aguas residuales para generar energía y reducir las emisiones de metano . Se dice que una planta de pilas de combustible de 2,8 MW en California es la más grande de su tipo. [90] Se están desarrollando pilas de combustible de pequeña escala (menos de 5 kWh) para su uso en instalaciones residenciales fuera de la red. [91]

Cogeneración

Los sistemas de pilas de combustible de cogeneración (CHP), incluidos los microsistemas de cogeneración (MicroCHP), se utilizan para generar electricidad y calor para hogares (véase pila de combustible para el hogar ), edificios de oficinas y fábricas. El sistema genera energía eléctrica constante (vendiendo el exceso de energía a la red cuando no se consume) y, al mismo tiempo, produce aire caliente y agua a partir del calor residual . Como resultado, los sistemas de cogeneración tienen el potencial de ahorrar energía primaria, ya que pueden aprovechar el calor residual que generalmente es rechazado por los sistemas de conversión de energía térmica. [92] Un rango de capacidad típico de una pila de combustible para el hogar es de 1 a 3 kW el , 4 a 8 kW th . [93] [94] Los sistemas de cogeneración vinculados a enfriadores de absorción utilizan su calor residual para refrigeración . [95]

El calor residual de las pilas de combustible se puede desviar durante el verano directamente al suelo, lo que proporciona una mayor refrigeración, mientras que el calor residual durante el invierno se puede bombear directamente al edificio. La Universidad de Minnesota posee los derechos de patente de este tipo de sistema. [96] [97]

Los sistemas de cogeneración pueden alcanzar una eficiencia del 85% (40–60% eléctrico y el resto como térmico). [6] Las celdas de combustible de ácido fosfórico (PAFC) comprenden el segmento más grande de productos de cogeneración existentes en todo el mundo y pueden proporcionar eficiencias combinadas cercanas al 90%. [98] [99] Las celdas de combustible de carbonato fundido (MCFC) y de óxido sólido (SOFC) también se utilizan para la generación combinada de calor y energía y tienen eficiencias de energía eléctrica de alrededor del 60%. [100] Las desventajas de los sistemas de cogeneración incluyen tasas de aumento y disminución lentas, alto costo y vida útil corta. [101] [102] Además, su necesidad de tener un tanque de almacenamiento de agua caliente para suavizar la producción de calor térmico era una desventaja grave en el mercado doméstico donde el espacio en las propiedades domésticas es muy valioso. [103]

Los consultores de Delta-ee afirmaron en 2013 que, con un 64% de las ventas globales, la microcombinación de calor y energía con pilas de combustible superó a los sistemas convencionales en ventas en 2012. [78] El proyecto japonés ENE FARM afirmó que se instalaron 34.213 PEMFC y 2.224 SOFC en el período 2012-2014, 30.000 unidades con GNL y 6.000 con GLP . [104]

Vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV)

Configuración de componentes en un automóvil de pila de combustible
Toyota Mirai
Vehículo de pila de combustible Element One

Automóviles

Se han introducido cuatro vehículos eléctricos de pila de combustible para arrendamiento y venta comercial: el Honda Clarity , el Toyota Mirai , el Hyundai ix35 FCEV y el Hyundai Nexo . A finales de 2019, se habían arrendado o vendido alrededor de 18.000 FCEV en todo el mundo. [105] [106] Los vehículos eléctricos de pila de combustible tienen una autonomía media de 505 km (314 mi) entre reabastecimientos [107] y se pueden reabastecer en unos 5 minutos. [108] El Programa de Tecnología de Pilas de Combustible del Departamento de Energía de EE. UU. afirma que, a partir de 2011, las pilas de combustible alcanzaron una eficiencia del 53-59% a un cuarto de potencia y una eficiencia del vehículo del 42-53% a plena potencia, [109] y una durabilidad de más de 120.000 km (75.000 mi) con menos del 10% de degradación. [110] En un análisis de simulación Well-to-Wheels de 2017 que "no abordó las limitaciones económicas y del mercado", General Motors y sus socios estimaron que, para un viaje equivalente, un vehículo eléctrico de pila de combustible que funcionara con hidrógeno gaseoso comprimido producido a partir de gas natural podría utilizar aproximadamente un 40% menos de energía y emitir un 45% menos de gases de efecto invernadero que un vehículo de combustión interna. [111]

En 2015, Toyota presentó su primer vehículo de pila de combustible, el Mirai, a un precio de 57.000 dólares. [112] Hyundai presentó el Hyundai ix35 FCEV de producción limitada bajo un contrato de arrendamiento. [113] En 2016, Honda comenzó a arrendar el Honda Clarity Fuel Cell. [114] En 2018, Hyundai presentó el Hyundai Nexo , en sustitución del Hyundai ix35 FCEV . En 2020, Toyota presentó la segunda generación de su marca Mirai, mejorando la eficiencia del combustible y ampliando la autonomía en comparación con el modelo Sedán original de 2014. [115]

En 2024, los propietarios de Mirai presentaron una demanda colectiva contra Toyota en California por la falta de disponibilidad de hidrógeno para los automóviles eléctricos de celdas de combustible, alegando, entre otras cosas, ocultación fraudulenta y tergiversación, así como violaciones de la ley de publicidad falsa de California e infracciones de la garantía implícita. [116]

Crítica

Algunos comentaristas creen que los coches con pilas de combustible de hidrógeno nunca serán económicamente competitivos con otras tecnologías [117] [118] [119] o que tardarán décadas en ser rentables. [77] [120] Elon Musk, director ejecutivo del fabricante de vehículos eléctricos a batería Tesla Motors , afirmó en 2015 que las pilas de combustible para su uso en coches nunca serán comercialmente viables debido a la ineficiencia de la producción, el transporte y el almacenamiento de hidrógeno y la inflamabilidad del gas, entre otras razones. [121] En 2012, Lux Research, Inc. publicó un informe que afirmaba: "El sueño de una economía del hidrógeno... no está más cerca". Concluyó que "el coste de capital... limitará la adopción a unos meros 5,9 GW" para 2030, lo que supone "una barrera casi insuperable para la adopción, excepto en aplicaciones de nicho". El análisis concluyó que, para 2030, el mercado estacionario de PEM alcanzará los 1.000 millones de dólares, mientras que el mercado de vehículos, incluidas las carretillas elevadoras, alcanzará un total de 2.000 millones de dólares. [120] Otros análisis citan la falta de una amplia infraestructura de hidrógeno en los EE. UU. como un desafío constante para la comercialización de vehículos eléctricos de pila de combustible. [79]

En 2014, Joseph Romm , autor de The Hype About Hydrogen (2005), dijo que los FCV aún no habían superado el alto costo del combustible, la falta de infraestructura de suministro de combustible y la contaminación causada por la producción de hidrógeno. "Se necesitarían varios milagros para superar todos esos problemas simultáneamente en las próximas décadas". [122] Concluyó que la energía renovable no se puede utilizar económicamente para producir hidrógeno para una flota de FCV "ni ahora ni en el futuro". [117] El analista de Greentech Media llegó a conclusiones similares en 2014. [123] En 2015, CleanTechnica enumeró algunas de las desventajas de los vehículos de pila de combustible de hidrógeno. [124] También lo hizo Car Throttle . [125] Un video de 2019 de Real Engineering señaló que, a pesar de la introducción de vehículos que funcionan con hidrógeno, el uso de hidrógeno como combustible para automóviles no ayuda a reducir las emisiones de carbono del transporte. El 95% del hidrógeno que todavía se produce a partir de combustibles fósiles libera dióxido de carbono, y producir hidrógeno a partir del agua es un proceso que consume mucha energía. Almacenar hidrógeno requiere más energía, ya sea para enfriarlo hasta el estado líquido o para colocarlo en tanques a alta presión, y entregar el hidrógeno a las estaciones de servicio requiere más energía y puede liberar más carbono. El hidrógeno necesario para mover un FCV un kilómetro cuesta aproximadamente 8 veces más que la electricidad necesaria para mover un BEV la misma distancia. [126]

Una evaluación de 2020 concluyó que los vehículos de hidrógeno todavía tienen una eficiencia de solo el 38%, mientras que los vehículos eléctricos de batería tienen una eficiencia del 80%. [127] En 2021, CleanTechnica concluyó que (a) los coches de hidrógeno siguen siendo mucho menos eficientes que los coches eléctricos; (b) el hidrógeno gris (hidrógeno producido con procesos contaminantes) constituye la gran mayoría del hidrógeno disponible; (c) el suministro de hidrógeno requeriría la construcción de una nueva infraestructura de suministro y reabastecimiento enorme y costosa; y (d) las dos "ventajas restantes de los vehículos de pila de combustible (mayor autonomía y tiempos de reabastecimiento más rápidos) se están erosionando rápidamente debido a la mejora de la tecnología de baterías y carga". [128] Un estudio de 2022 en Nature Electronics estuvo de acuerdo. [129] Un estudio de 2023 del Centro de Investigación Internacional sobre el Clima y el Medio Ambiente (CICERO) estimó que el hidrógeno filtrado tiene un efecto de calentamiento global 11,6 veces más fuerte que el CO₂. [130]

Autobuses

Toyota FCHV-BUS en la Expo 2005

En agosto de 2011 , había alrededor de 100 autobuses de pila de combustible en servicio en todo el mundo. [131] La mayoría de ellos fueron fabricados por UTC Power , Toyota, Ballard, Hydrogenics y Proton Motor. Los autobuses de UTC habían recorrido más de 970.000 km (600.000 mi) en 2011. [132] Los autobuses de pila de combustible tienen entre un 39% y un 141% más de economía de combustible que los autobuses diésel y los autobuses de gas natural. [111] [133]

En 2019 , el NREL estaba evaluando varios proyectos de autobuses de pila de combustible actuales y planificados en los EE. UU. [134]

Trenes

Los operadores ferroviarios pueden utilizar pilas de combustible de hidrógeno en los trenes en un esfuerzo por ahorrar los costes de instalación de electrificación aérea y mantener la autonomía ofrecida por los trenes diésel. Sin embargo, han tenido que afrontar gastos debido a que las pilas de combustible en los trenes duran solo tres años, el mantenimiento del tanque de hidrógeno y la necesidad adicional de baterías como reserva de energía. [135] [136] En 2018, los primeros trenes propulsados ​​por pilas de combustible, las unidades múltiples Alstom Coradia iLint, comenzaron a circular en la línea Buxtehude–Bremervörde–Bremerhaven–Cuxhaven en Alemania. [137] También se han introducido trenes de hidrógeno en Suecia [138] y el Reino Unido. [139]

Camiones

En diciembre de 2020, Toyota y Hino Motors , junto con Seven-Eleven (Japón) , FamilyMart y Lawson anunciaron que habían acordado considerar conjuntamente la introducción de camiones eléctricos de pila de combustible de servicio ligero (FCET de servicio ligero). [140] Lawson comenzó a realizar pruebas de entrega a baja temperatura a fines de julio de 2021 en Tokio, utilizando un Hino Dutro en el que se implementa la pila de combustible Toyota Mirai . FamilyMart comenzó a realizar pruebas en la ciudad de Okazaki . [141]

En agosto de 2021, Toyota anunció su plan de fabricar módulos de pilas de combustible en su planta de ensamblaje de automóviles de Kentucky para su uso en camiones de gran tonelaje y vehículos comerciales pesados ​​de cero emisiones. La empresa planea comenzar a ensamblar los dispositivos electroquímicos en 2023. [142]

En octubre de 2021, el camión basado en pila de combustible de Daimler Truck recibió la aprobación de las autoridades alemanas para su uso en vías públicas. [143]

Carretillas elevadoras

Una carretilla elevadora de pila de combustible (también llamada carretilla elevadora de pila de combustible) es una carretilla elevadora industrial impulsada por pila de combustible que se utiliza para levantar y transportar materiales. En 2013, se utilizaron más de 4000 carretillas elevadoras de pila de combustible en la manipulación de materiales en los EE. UU. [144], de las cuales 500 recibieron financiación del DOE (2012). [145] [146] En 2024, aproximadamente 50 000 carretillas elevadoras de hidrógeno están en funcionamiento en todo el mundo (la mayor parte de las cuales se encuentran en los EE. UU.), en comparación con los 1,2 millones de carretillas elevadoras eléctricas a batería que se compraron en 2021. [147]

La mayoría de las empresas de Europa y Estados Unidos no utilizan carretillas elevadoras impulsadas por petróleo, ya que estos vehículos funcionan en interiores donde las emisiones deben controlarse y, en su lugar, utilizan carretillas elevadoras eléctricas. [148] [149] Las carretillas elevadoras impulsadas por celdas de combustible se pueden reabastecer en 3 minutos y se pueden utilizar en almacenes refrigerados, donde su rendimiento no se degrada por las temperaturas más bajas. Las unidades de celdas de combustible a menudo se diseñan como reemplazos directos. [150] [151]

Motocicletas y bicicletas

En 2005, un fabricante británico de pilas de combustible alimentadas con hidrógeno, Intelligent Energy (IE), produjo la primera motocicleta que funcionaba con hidrógeno, llamada ENV (vehículo neutro en emisiones). La motocicleta tiene suficiente combustible para funcionar durante cuatro horas y recorrer 160 km (100 mi) en un área urbana, a una velocidad máxima de 80 km/h (50 mph). [152] En 2004, Honda desarrolló una motocicleta de pila de combustible que utilizaba el Honda FC Stack. [153] [154]

Otros ejemplos de motocicletas [155] y bicicletas [156] que utilizan pilas de combustible de hidrógeno incluyen el scooter de la empresa taiwanesa APFCT [157] que utiliza el sistema de alimentación de la italiana Acta SpA [158] y el scooter Suzuki Burgman con una pila de combustible IE que recibió la aprobación de tipo de vehículo completo de la UE en 2011. [159] Suzuki Motor Corp. e IE han anunciado una empresa conjunta para acelerar la comercialización de vehículos de cero emisiones. [160]

Aviones

En 2003, se realizó el primer vuelo del mundo con propulsión por hélice que funcionaba completamente con una pila de combustible. La pila de combustible era un diseño apilado que permitía que la pila de combustible se integrara con las superficies aerodinámicas del avión. [161] Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) propulsados ​​por pilas de combustible incluyen un UAV de pila de combustible Horizon que estableció el récord de distancia volada para un UAV pequeño en 2007. [162] Los investigadores de Boeing y socios de la industria en toda Europa realizaron pruebas de vuelo experimentales en febrero de 2008 de un avión tripulado propulsado únicamente por una pila de combustible y baterías ligeras. El avión de demostración de pila de combustible, como se lo llamó, utilizó un sistema híbrido de pila de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM)/ batería de iones de litio para alimentar un motor eléctrico, que estaba acoplado a una hélice convencional. [163]

En 2009, el Ion Tiger del Laboratorio de Investigación Naval (NRL) utilizó una pila de combustible alimentada por hidrógeno y voló durante 23 horas y 17 minutos. [164] Las pilas de combustible también se están probando y considerando para proporcionar energía auxiliar en aeronaves, reemplazando generadores de combustible fósil que se usaban anteriormente para arrancar los motores y alimentar las necesidades eléctricas a bordo, al tiempo que se reducen las emisiones de carbono. [165] [166] [ verificación fallida ] En 2016, un dron Raptor E1 realizó un vuelo de prueba exitoso usando una pila de combustible que era más liviana que la batería de iones de litio que reemplazó. El vuelo duró 10 minutos a una altitud de 80 metros (260 pies), aunque se informó que la pila de combustible tenía suficiente combustible para volar durante dos horas. El combustible estaba contenido en aproximadamente 100 bolitas sólidas de 1 centímetro cuadrado (0,16 pulgadas cuadradas) compuestas de un químico patentado dentro de un cartucho sin presurizar. Las bolitas son físicamente robustas y funcionan a temperaturas tan cálidas como 50 °C (122 °F). La célula era de Arcola Energy. [167]

Lockheed Martin Skunk Works Stalker es un UAV eléctrico propulsado por una pila de combustible de óxido sólido. [168]

Barcos

Barco de pila de combustible ( Hydra ), en Leipzig , Alemania

El Hydra , un barco de pila de combustible con capacidad para 22 personas, operó de 1999 a 2001 en el río Rin cerca de Bonn , Alemania, [169] y se utilizó como transbordador en Gante , Bélgica, durante una conferencia sobre barcos eléctricos en 2000. Fue completamente certificado por el Germanischer Lloyd para el transporte de pasajeros. [170] El Zemship, un pequeño barco de pasajeros, se produjo entre 2003 y 2013. Utilizaba pilas de combustible de membrana de electrolito de polímero (PEMFC) de 100 kW con 7 baterías de gel de plomo. Con estos sistemas, junto con 12 tanques de almacenamiento, las pilas de combustible proporcionaban una capacidad energética de 560 V y 234 kWh. [171] Fabricado en Hamburgo , Alemania, el FCS Alsterwasser, revelado en 2008, fue uno de los primeros barcos de pasajeros propulsados ​​por pilas de combustible y podía transportar 100 pasajeros. La tecnología de pila de combustible híbrida que propulsó este barco fue producida por Proton Motor Fuel Cell GmbH. [172]

En 2010, se produjo por primera vez el MF Vågen, que utiliza celdas de combustible de 12 kW y un almacenamiento de hidrógeno de hidruro metálico de 2 a 3 kilogramos. También utiliza baterías de litio de 25 kWh y un motor de CC de 10 kW. [171] El Hornblower Hybrid debutó en 2012. Utiliza un generador diésel , baterías, energía fotovoltaica , energía eólica y celdas de combustible para obtener energía. [171] Fabricado en Bristol , un ferry híbrido de 12 pasajeros, Hydrogenesis, ha estado en funcionamiento desde 2012. [171] El SF-BREEZE es un barco de dos motores que utiliza celdas de combustible de 41 × 120 kW. Con un tanque de almacenamiento tipo C, el recipiente presurizado puede mantener 1200 kg de LH2. Estos barcos todavía están en funcionamiento hoy. [171] En Noruega, el primer ferry propulsado por pilas de combustible que funcionan con hidrógeno líquido tenía previsto realizar sus primeras pruebas de conducción en diciembre de 2022. [173] [174]

Los submarinos Tipo 212 de las armadas alemana e italiana utilizan pilas de combustible para permanecer sumergidos durante semanas sin necesidad de salir a la superficie. [ cita requerida ] El U212A es un submarino no nuclear desarrollado por el astillero naval alemán Howaldtswerke Deutsche Werft. [175] El sistema consta de nueve pilas de combustible PEM, que proporcionan entre 30 kW y 50 kW cada una. El barco es silencioso, lo que le da una ventaja en la detección de otros submarinos. [176]

Sistemas de energía portátiles

Los sistemas de pilas de combustible portátiles se clasifican generalmente como aquellos que pesan menos de 10 kg y proporcionan una potencia de menos de 5 kW. [177] El tamaño potencial del mercado para pilas de combustible más pequeñas es bastante grande, con una tasa de crecimiento potencial de hasta el 40% anual y un tamaño de mercado de alrededor de 10 mil millones de dólares, lo que lleva a que se dedique una gran cantidad de investigación al desarrollo de pilas de energía portátiles. [178] Dentro de este mercado se han identificado dos grupos. El primero es el mercado de micropilas de combustible, en el rango de 1 a 50 W para alimentar dispositivos electrónicos más pequeños. El segundo es el rango de 1 a 5 kW de generadores para la generación de energía a mayor escala (por ejemplo, puestos militares, campos petrolíferos remotos).

Las micropilas de combustible están destinadas principalmente a penetrar en el mercado de teléfonos y ordenadores portátiles. Esto se puede atribuir principalmente a la ventajosa densidad energética que proporcionan las pilas de combustible en comparación con una batería de iones de litio, para todo el sistema. En el caso de una batería, este sistema incluye el cargador, así como la propia batería. En el caso de la pila de combustible, este sistema incluiría la pila, el combustible necesario y los accesorios periféricos. Teniendo en cuenta el sistema completo, se ha demostrado que las pilas de combustible proporcionan 530 Wh/kg en comparación con los 44 Wh/kg de las baterías de iones de litio. [178] Sin embargo, aunque el peso de los sistemas de pilas de combustible ofrece una clara ventaja, los costes actuales no están a su favor. Mientras que un sistema de batería suele costar alrededor de 1,20 dólares por Wh, los sistemas de pilas de combustible cuestan alrededor de 5 dólares por Wh, lo que los sitúa en una desventaja significativa. [178]

A medida que aumentan las demandas de energía de los teléfonos celulares, las celdas de combustible podrían convertirse en opciones mucho más atractivas para una mayor generación de energía. La demanda de un mayor tiempo de funcionamiento de los teléfonos y las computadoras es algo que los consumidores suelen exigir, por lo que las celdas de combustible podrían comenzar a avanzar en los mercados de las computadoras portátiles y los teléfonos celulares. El precio seguirá bajando a medida que los avances en celdas de combustible sigan acelerándose. Las estrategias actuales para mejorar las microceldas de combustible son mediante el uso de nanotubos de carbono . Girishkumar et al. demostraron que depositar nanotubos en las superficies de los electrodos permite una superficie sustancialmente mayor, lo que aumenta la tasa de reducción de oxígeno. [179]

Las pilas de combustible para su uso en operaciones a gran escala también son muy prometedoras. Los sistemas de energía portátiles que utilizan pilas de combustible se pueden utilizar en el sector del ocio (es decir, vehículos recreativos, cabañas, embarcaciones), el sector industrial (es decir, energía para lugares remotos, incluidos pozos de gas o petróleo, torres de comunicación, seguridad, estaciones meteorológicas) y en el sector militar. SFC Energy es un fabricante alemán de pilas de combustible de metanol directo para una variedad de sistemas de energía portátiles. [180] Ensol Systems Inc. es un integrador de sistemas de energía portátiles que utiliza la DMFC de SFC Energy. [181] La principal ventaja de las pilas de combustible en este mercado es la gran generación de energía por peso. Si bien las pilas de combustible pueden ser caras, para lugares remotos que requieren energía confiable, las pilas de combustible tienen una gran potencia. Para una excursión de 72 horas, la comparación en peso es sustancial, ya que una pila de combustible pesa solo 15 libras en comparación con las 29 libras de baterías necesarias para la misma energía. [177]

Otras aplicaciones

Estaciones de abastecimiento de combustible

Estación de abastecimiento de hidrógeno

Según FuelCellsWorks, un grupo industrial, a finales de 2019, 330 estaciones de servicio de hidrógeno estaban abiertas al público en todo el mundo. [189] En junio de 2020, había 178 estaciones de hidrógeno disponibles al público en funcionamiento en Asia. [190] 114 de ellas estaban en Japón. [190] Había al menos 177 estaciones en Europa, y aproximadamente la mitad de ellas estaban en Alemania. [191] [192] Había 44 estaciones de acceso público en los EE. UU., 42 de las cuales estaban ubicadas en California. [193]

Construir una estación de abastecimiento de hidrógeno cuesta entre uno y cuatro millones de dólares. [194]

Implicaciones sociales

A partir de 2023, aún persisten barreras tecnológicas para la adopción de pilas de combustible. [195] Las pilas de combustible se utilizan principalmente para la manipulación de materiales en almacenes, centros de distribución e instalaciones de fabricación. [196] Se prevé que sean útiles y sostenibles en una gama más amplia de aplicaciones. [197] Pero las aplicaciones actuales no suelen llegar a las comunidades de bajos ingresos, [198] aunque se están haciendo algunos intentos de inclusión, por ejemplo en materia de accesibilidad. [199]

Mercados y economía

En 2012, los ingresos de la industria de las pilas de combustible superaron los 1.000 millones de dólares en valor de mercado a nivel mundial, y los países asiáticos del Pacífico enviaron más de 3/4 de los sistemas de pilas de combustible a nivel mundial. [200] Sin embargo, a enero de 2014, ninguna empresa pública de la industria había obtenido rentabilidad. [201] En 2010 se enviaron 140.000 pilas de combustible a nivel mundial, frente a los 11.000 envíos de 2007, y entre 2011 y 2012 los envíos de pilas de combustible a nivel mundial tuvieron una tasa de crecimiento anual del 85%. [202] Tanaka Kikinzoku amplió sus instalaciones de fabricación en 2011. [203] Aproximadamente el 50% de los envíos de pilas de combustible en 2010 fueron pilas de combustible estacionarias, frente a aproximadamente un tercio en 2009, y los cuatro productores dominantes en la industria de las pilas de combustible fueron Estados Unidos, Alemania, Japón y Corea del Sur. [204] La Alianza de Conversión de Energía de Estado Sólido del Departamento de Energía descubrió que, a partir de enero de 2011, las celdas de combustible estacionarias generaban energía a un costo aproximado de $724 a $775 por kilovatio instalado. [205] En 2011, Bloom Energy, un importante proveedor de celdas de combustible, dijo que sus celdas de combustible generaban energía a 9-11 centavos por kilovatio-hora, incluido el precio del combustible, el mantenimiento y el hardware. [206] [207]

Los grupos industriales predicen que hay suficientes recursos de platino para la demanda futura, [208] y en 2007, la investigación en el Laboratorio Nacional de Brookhaven sugirió que el platino podría ser reemplazado por un recubrimiento de oro y paladio , que puede ser menos susceptible al envenenamiento y, por lo tanto, mejorar la vida útil de la celda de combustible. [209] Otro método utilizaría hierro y azufre en lugar de platino. Esto reduciría el costo de una celda de combustible (ya que el platino en una celda de combustible regular cuesta alrededor de US$1.500 , y la misma cantidad de hierro cuesta solo alrededor de US$1,50 ). El concepto estaba siendo desarrollado por una coalición del Centro John Innes y la Universidad de Milán-Bicocca . [210] Los cátodos PEDOT son inmunes al envenenamiento por monóxido de carbono . [211]

En 2016, Samsung "decidió abandonar los proyectos comerciales relacionados con las pilas de combustible, ya que las perspectivas del mercado no son buenas". [212]

Investigación y desarrollo

Véase también

Referencias

  1. ^ Saikia, Kaustav; Kakati, Biraj Kumar; Boro, Bibha; Verma, Anil (2018). "Avances y aplicaciones actuales de las tecnologías de pilas de combustible". Avances recientes en biocombustibles y utilización de bioenergía . Singapur: Springer. págs. 303–337. doi :10.1007/978-981-13-1307-3_13. ISBN . 978-981-13-1307-3.
  2. ^ Khurmi, RS (2014). Ciencia de los materiales. S. Chand & Company. ISBN 9788121901468.
  3. ^ Winter, Martin; Brodd, Ralph J. (28 de septiembre de 2004). "¿Qué son las baterías, las pilas de combustible y los supercondensadores?". Chemical Reviews . 104 (10): 4245–4270. doi : 10.1021/cr020730k . PMID  15669155. S2CID  3091080.
  4. ^ "Autobús de pila de combustible de hidrógeno del Bronx". Empire Clean Cities . Consultado el 13 de abril de 2024 .
  5. ^ Nice, Karim y Strickland, Jonathan. "Cómo funcionan las pilas de combustible: pilas de combustible con membrana de intercambio de polímeros". How Stuff Works, consultado el 4 de agosto de 2011
  6. ^ abcdefghi "Tipos de pilas de combustible" Archivado el 9 de junio de 2010 en Wayback Machine . Sitio web EERE del Departamento de Energía, consultado el 4 de agosto de 2011
  7. ^ Grove, WR (1838). "Sobre una nueva combinación voltaica". The London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science . 3.ª serie. 13 (84): 430–431. doi :10.1080/14786443808649618 . Consultado el 2 de octubre de 2013 .
  8. ^ Grove, William Robert (1839). "Sobre la serie voltaica y la combinación de gases mediante platino". Philosophical Magazine and Journal of Science . 3.ª serie. 14 (86–87): 127–130. doi :10.1080/14786443908649684.
  9. Schœnbein (1839). «Sobre la polarización voltaica de ciertas sustancias sólidas y fluidas» (PDF) . The London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science . 3.ª serie. 14 (85): 43–45. Archivado desde el original el 5 de octubre de 2013. Consultado el 2 de octubre de 2013 .
  10. ^ Grove, William Robert (1842). "Sobre una batería voltaica gaseosa". Revista filosófica y revista científica de Londres, Edimburgo y Dublín . 3.ª serie. 21 (140): 417–420. doi :10.1080/14786444208621600.
  11. ^ Larminie, James; Dicks, Andrew. Explicación de los sistemas de pilas de combustible (PDF) .[ enlace muerto permanente ]
  12. ^ ab "Los británicos que apoyaron los alunizajes". BBC . Consultado el 7 de agosto de 2019 .
  13. ^ "50 años después de la misión Apolo 11: el científico de Cambridge que ayudó a poner al hombre en la Luna". Cambridge Independent . Consultado el 7 de agosto de 2019 .
  14. ^ "Proyecto de pila de combustible: Pilas de combustible PEM, foto n.° 2". americanhistory.si.edu .
  15. ^ "Recopilación de la historia de las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones". americanhistory.si.edu .
  16. ^ "Biografía de Roger Billings". Asociación Internacional de Energía del Hidrógeno. Archivado desde el original el 24 de febrero de 2021. Consultado el 8 de marzo de 2011 .
  17. ^ "En el punto de mira del Dr. Roger Billings". Computer Technology Review. Archivado desde el original el 27 de marzo de 2016. Consultado el 21 de septiembre de 2015 .
  18. ^ "Sitio web histórico del Dr. Roger Billings" . Consultado el 18 de mayo de 2022 .
  19. ^ "El modelo PureCell 400: descripción general del producto". UTC Power. Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2011. Consultado el 22 de diciembre de 2011 .
  20. ^ "S.Res.217 – Resolución que designa el 8 de octubre de 2015 como "Día Nacional del Hidrógeno y las Pilas de Combustible"". Congress.gov . 29 de septiembre de 2015.
  21. ^ "Pilas de combustible - EnergyGroove.net". EnergyGroove.net . Consultado el 6 de febrero de 2018 .
  22. ^ ab "Materiales textiles confiables y de alto rendimiento". Tex Tech Industries . Consultado el 6 de febrero de 2018 .
  23. ^ Larminie, James (1 de mayo de 2003). Explicación de los sistemas de pilas de combustible, segunda edición . SAE International . ISBN 978-0-7680-1259-0.
  24. ^ Kakati, BK; Deka, D. (2007). "Efecto del precursor de la matriz de resina en las propiedades de la placa bipolar de grafito compuesto para celdas de combustible PEM". Energía y combustibles . 21 (3): 1681–1687. doi :10.1021/ef0603582.
  25. ^ «LEMTA – Nuestras pilas de combustible». Perso.ensem.inpl-nancy.fr. Archivado desde el original el 21 de junio de 2009. Consultado el 21 de septiembre de 2009 .
  26. ^ Yin, Xi; Lin, Ling; Chung, Hoon T; Komini Babu, Siddharth; Martinez, Ulises; Purdy, Geraldine M; Zelenay, Piotr (4 de agosto de 2017). "Efectos de la fabricación de MEA y la composición de ionómeros en el rendimiento de la pila de combustible del catalizador ORR sin PGM". Transacciones ECS . 77 (11): 1273–1281. Código Bibliográfico :2017ECSTr..77k1273Y. doi :10.1149/07711.1273ecst. OSTI  1463547.
  27. ^ Anne-Claire Dupuis, Progress in Materials Science, volumen 56, número 3, marzo de 2011, págs. 289-327
  28. ^ "Medición de la eficiencia relativa de las tecnologías energéticas basadas en hidrógeno para la implementación de la economía del hidrógeno 2010" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 5 de noviembre de 2013.
  29. ^ Kakati, BK; Mohan, V. (2008). "Desarrollo de una placa bipolar compuesta avanzada y de bajo coste para celdas de combustible PEM". Pilas de combustible . 08 (1): 45–51. doi :10.1002/fuce.200700008. S2CID  94469845.
  30. ^ Kakati, BK; Deka, D. (2007). "Diferencias en los comportamientos físico-mecánicos de placas bipolares compuestas basadas en resina fenólica de tipo resol y novolac para celdas de combustible con membrana de intercambio de protones (PEM)". Electrochimica Acta . 52 (25): 7330–7336. doi :10.1016/j.electacta.2007.06.021.
  31. ^ ab Coletta, Vitor, et al. "Perovskitas de SrTiO 3 modificadas con Cu para una catálisis mejorada por desplazamiento de agua-gas: un estudio experimental y computacional combinado", ACS Applied Energy Materials (2021), vol. 4, número 1, págs. 452–461
  32. ^ Spendelow, Jacob y Jason Marcinkoski. "Costo de los sistemas de pilas de combustible: 2013" Archivado el 2 de diciembre de 2013 en Wayback Machine , Oficina de Tecnologías de Pilas de Combustible del Departamento de Energía, 16 de octubre de 2013 (versión archivada)
  33. ^ "Ballard Power Systems: Tecnología de pila de combustible comercialmente viable lista para 2010". 29 de marzo de 2005. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007. Consultado el 27 de mayo de 2007 .
  34. ^ ab Online, Science (2 de agosto de 2008). «2008 – Cátodos en pilas de combustible». Abc.net.au. Consultado el 21 de septiembre de 2009 .
  35. ^ Wang, Shuangyin (2011). "Nanotubos de carbono funcionalizados con polielectrolitos como electrocatalizadores libres de metales eficientes para la reducción de oxígeno". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 133 (14): 5182–5185. doi :10.1021/ja1112904. PMID  21413707. S2CID  207063759.
  36. ^ Notter, Dominic A.; Kouravelou, Katerina; Karachalios, Theodoros; Daletou, Maria K.; Haberland, Nara Tudela (2015). "Evaluación del ciclo de vida de aplicaciones de celdas de combustible PEM: movilidad eléctrica y microcogeneración". Energy Environ. Sci . 8 (7): 1969–1985. doi :10.1039/C5EE01082A.
  37. ^ "Gestión del agua y del aire". Ika.rwth-aachen.de. Archivado desde el original el 14 de enero de 2009. Consultado el 21 de septiembre de 2009 .
  38. ^ Andersson, M.; Beale, SB; Espinoza, M.; Wu, Z.; Lehnert, W. (15 de octubre de 2016). "Una revisión del modelado de flujo multifásico a escala celular, incluida la gestión del agua, en celdas de combustible con electrolitos poliméricos". Applied Energy . 180 : 757–778. Bibcode :2016ApEn..180..757A. doi :10.1016/j.apenergy.2016.08.010.
  39. ^ "Progresos y logros en materia de hidrógeno y pilas de combustible" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 23 de noviembre de 2015 . Consultado el 16 de mayo de 2015 .
  40. ^ ab "Recopilación de la historia de las pilas de combustible de ácido fosfórico". americanhistory.si.edu .
  41. ^ "Pilas de combustible de ácido fosfórico". scopeWe - a Virtual Engineer . Archivado desde el original el 10 de noviembre de 2013 . Consultado el 28 de junio de 2013 .
  42. ^ Haile, Sossina M.; Boysen, Dane A.; Chisholm, Calum RI; Merle, Ryan B. (19 de abril de 2001). «Ácidos sólidos como electrolitos de pilas de combustible» (PDF) . Nature . 410 (6831): 910–913. Bibcode :2001Natur.410..910H. doi :10.1038/35073536. ISSN  0028-0836. PMID  11309611. S2CID  4430178. Archivado (PDF) desde el original el 22 de septiembre de 2017.
  43. ^ Haile, Sossina M.; Chisholm, Calum RI; Sasaki, Kenji; Boysen, Dane A.; Uda, Tetsuya (11 de diciembre de 2006). "Conductores de protones de ácidos sólidos: de curiosidades de laboratorio a electrolitos de celdas de combustible" (PDF) . Faraday Discussions . 134 : 17–39. Bibcode :2007FaDi..134...17H. doi :10.1039/B604311A. ISSN  1364-5498. PMID  17326560. Archivado (PDF) desde el original el 15 de agosto de 2017.
  44. ^ Williams, KR (1 de febrero de 1994). «Francis Thomas Bacon. 21 de diciembre de 1904 – 24 de mayo de 1992» (PDF) . Memorias biográficas de miembros de la Royal Society . 39 : 2–9. doi : 10.1098/rsbm.1994.0001 . S2CID  71613260. Archivado desde el original (PDF) el 1 de enero de 2016. Consultado el 5 de enero de 2015 .
  45. ^ Srivastava, HC Nootan ISC Chemistry (12.a) Edición 18, págs. 458–459, Nageen Prakashan (2014) ISBN 9789382319399 
  46. ^ Stambouli, A. Boudghene (2002). "Pilas de combustible de óxido sólido (SOFC): una revisión de una fuente de energía limpia y eficiente desde el punto de vista medioambiental". Renewable and Sustainable Energy Reviews . 6 (5): 433–455. doi :10.1016/S1364-0321(02)00014-X.
  47. ^ "Pila de combustible de óxido sólido (SOFC)". Sitio web de FCTec, consultado el 4 de agosto de 2011 Archivado el 8 de enero de 2012 en Wayback Machine.
  48. ^ "Subgrupo de celdas de combustible de metano". Universidad de Virginia. 2012. Archivado desde el original el 22 de febrero de 2014. Consultado el 13 de febrero de 2014 .
  49. ^ A Kulkarni; FT Ciacchi; S Giddey; C Munnings; SPS Badwal; JA Kimpton; D Fini (2012). "Ánodo de perovskita conductor electrónico iónico mixto para celdas de combustible de carbono directo". Revista internacional de energía del hidrógeno . 37 (24): 19092–19102. doi :10.1016/j.ijhydene.2012.09.141.
  50. ^ S. Giddey; SPS Badwal; A. Kulkarni; C. Munnings (2012). "Una revisión exhaustiva de la tecnología de celdas de combustible de carbono directo". Progreso en la ciencia de la energía y la combustión . 38 (3): 360–399. doi :10.1016/j.pecs.2012.01.003.
  51. ^ Hill, Michael. "Energía cerámica: tendencias de materiales en sistemas SOFC" Archivado el 28 de septiembre de 2011 en Wayback Machine . Ceramic Industry , 1 de septiembre de 2005.
  52. ^ "La célula de Ceres" Archivado el 13 de diciembre de 2013 en Wayback Machine . Sitio web de Ceres Power , consultado el 4 de agosto de 2011
  53. ^ abc "Tecnología de celdas de combustible de carbonato fundido". Departamento de Energía de Estados Unidos, consultado el 9 de agosto de 2011
  54. ^ "Pilas de combustible de carbonato fundido (MCFC)". FCTec.com, consultado el 9 de agosto de 2011 Archivado el 3 de marzo de 2012 en Wayback Machine.
  55. ^ "Productos". FuelCell Energy, consultado el 9 de agosto de 2011 Archivado el 11 de enero de 2013 en archive.today
  56. ^ Patente estadounidense 8.354.195
  57. ^ "Cuadro comparativo de pilas de combustible" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 1 de marzo de 2013 . Consultado el 10 de febrero de 2013 .
  58. ^ E. Harikishan Reddy; Jayanti, S (15 de diciembre de 2012). "Estrategias de gestión térmica para una pila de 1 kWe de una celda de combustible de membrana de intercambio de protones de alta temperatura". Ingeniería térmica aplicada . 48 : 465–475. Código Bibliográfico :2012AppTE..48..465H. doi :10.1016/j.applthermaleng.2012.04.041.
  59. ^ abcde Badwal, Sukhvinder PS; Giddey, Sarbjit S.; Munnings, Christopher; Bhatt, Anand I.; Hollenkamp, ​​Anthony F. (24 de septiembre de 2014). "Tecnologías emergentes de conversión y almacenamiento de energía electroquímica". Frontiers in Chemistry . 2 : 79. Bibcode :2014FrCh....2...79B. doi : 10.3389/fchem.2014.00079 . PMC 4174133 . PMID  25309898. 
  60. ^ abcdefghij "Fuel Cell Technologies Program: Glossary" Archivado el 23 de febrero de 2014 en Wayback Machine . Departamento de Energía Programa de Tecnologías de Pilas de Combustible para Eficiencia Energética y Energías Renovables. 7 de julio de 2011. Consultado el 3 de agosto de 2011.
  61. ^ "Solución acuosa". Diccionario gratuito en línea Merriam-Webster
  62. ^ "Matriz". Diccionario gratuito en línea Merriam-Webster
  63. ^ Araya, Samuel Simon (2012). Celdas de combustible PEM de alta temperatura: degradación y durabilidad: tesis presentada en la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad de Aalborg como cumplimiento parcial de los requisitos para el grado de Doctor en Filosofía. Aalborg: Universidad de Aalborg, Departamento de Tecnología Energética. ISBN 978-87-92846-14-3.OCLC 857436369  .
  64. ^ "Solución". Diccionario gratuito en línea Merriam-Webster
  65. ^ "Comparación de tecnologías de pilas de combustible" Archivado el 1 de marzo de 2013 en Wayback Machine . Departamento de Energía de los Estados Unidos, Programa de Eficiencia Energética y Tecnologías de Pilas de Combustible, febrero de 2011, consultado el 4 de agosto de 2011
  66. ^ "Análisis comparativo del motor de ciclo Atkinson de 2,5 litros con EGR refrigerado de un Toyota Camry 2018" (PDF) . SAE . Consultado el 2 de abril de 2019 .
  67. ^ "Desarrollo de un motor de gasolina con eficiencia térmica de frenos del 43 % para el híbrido enchufable BYD DM-i". SAE . Consultado el 21 de septiembre de 2021 .
  68. ^ "Nuevos parámetros de referencia para la eficiencia de las turbinas de vapor". Agosto de 2002. Archivado desde el original el 25 de julio de 2021. Consultado el 12 de marzo de 2022 .
  69. ^ "Todas las unidades de la central térmica Nishi-Nagoya ya están en funcionamiento". Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation. 30 de marzo de 2018.
  70. ^ "La central térmica Nishi-Nagoya Unidad 7-1 de Chubu Electric Power reconocida por el Libro Guinness de los Récords como la central eléctrica de ciclo combinado más eficiente del mundo: alcanzó una eficiencia de generación de energía del 63,08 %". Comunicado de prensa 2018. Chubu Electric. 27 de marzo de 2018.
  71. ^ Haseli, Y. (3 de mayo de 2018). "Máxima eficiencia de conversión de las pilas de combustible de hidrógeno". Revista internacional de energía del hidrógeno . 43 (18): 9015–9021. doi :10.1016/j.ijhydene.2018.03.076. ISSN  0360-3199.
  72. ^ "Fuel Cell Efficiency" Archivado el 9 de febrero de 2014 en Wayback Machine . Consejo Mundial de Energía, 17 de julio de 2007, consultado el 4 de agosto de 2011
  73. ^ "Pilas de combustible" (PDF) . Noviembre de 2015. Consultado el 27 de diciembre de 2022 .
  74. ^ "Baterías, supercondensadores y pilas de combustible: alcance". Science Reference Services. 20 de agosto de 2007. Consultado el 11 de febrero de 2009 .
  75. ^ "Hacer realidad la economía del hidrógeno" Archivado el 5 de noviembre de 2019 en Wayback Machine , Power Technology , 11 de octubre de 2019
  76. ^ Garcia, Christopher P.; et al. (enero de 2006). "Eficiencia energética de ida y vuelta del sistema de celdas de combustible regenerativas Glenn de la NASA". Preimpresión. p. 5. hdl :2060/20060008706.
  77. ^ ab Meyers, Jeremy P. "Getting Back Into Gear: Fuel Cell Development After the Hype". The Electrochemical Society Interface , invierno de 2008, págs. 36-39, consultado el 7 de agosto de 2011
  78. ^ ab "Revisión de la industria de pilas de combustible 2013" (PDF) .
  79. ^ ab Eberle, Ulrich y Rittmar von Helmolt. "Transporte sostenible basado en conceptos de vehículos eléctricos: una breve descripción general". Energy & Environmental Science, Royal Society of Chemistry , 14 de mayo de 2010, consultado el 2 de agosto de 2011
  80. ^ Von Helmolt, R.; Eberle, U (20 de marzo de 2007). "Vehículos de pila de combustible: estado 2007". Journal of Power Sources . 165 (2): 833–843. Bibcode :2007JPS...165..833V. doi :10.1016/j.jpowsour.2006.12.073.
  81. ^ "Honda FCX Clarity – Comparación de celdas de combustible". Honda. Archivado desde el original el 3 de enero de 2009. Consultado el 2 de enero de 2009 .
  82. ^ "Eficiencia de los vehículos eléctricos de batería, híbridos diésel-SOFC y PEFC de hidrógeno" (PDF) . 15 de julio de 2003. Archivado desde el original (PDF) el 21 de octubre de 2006. Consultado el 23 de mayo de 2007 .
  83. ^ ab "Fuel Cell Basics: Benefits". Fuel Cells 2000. Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2007. Consultado el 27 de mayo de 2007 .
  84. ^ "Conceptos básicos de las pilas de combustible: aplicaciones" Archivado el 15 de mayo de 2011 en Wayback Machine . Fuel Cells 2000. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  85. ^ "Fuentes de energía: energía eléctrica". Departamento de Energía de Estados Unidos. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  86. ^ "Informe de mercado de tecnologías de pilas de combustible de 2008" Archivado el 4 de septiembre de 2012 en Wayback Machine . Bill Vincent del Breakthrough Technologies Institute, Jennifer Gangi, Sandra Curtin y Elizabeth Delmont. Departamento de Eficiencia Energética y Energías Renovables. Junio ​​de 2010.
  87. ^ Panorama de la industria del US Fuel Cell Council 2010, pág. 12. US Fuel Cell Council. 2010.
  88. ^ "Iniciativa energética de Stuart Island". Siei.org. Archivado desde el original el 18 de junio de 2013. Consultado el 21 de septiembre de 2009 .– proporciona amplios detalles técnicos
  89. ^ "La respuesta de la ciudad a la energía limpia está soplando en el viento: una nueva turbina eólica alimenta una estación de servicio de hidrógeno para automóviles". Ciudad de Hempstead. Archivado desde el original el 28 de enero de 2012. Consultado el 13 de enero de 2012 .
  90. ^ La planta de energía de pilas de combustible neutra en carbono más grande del mundo Archivado el 28 de mayo de 2013 en Wayback Machine , 16 de octubre de 2012
  91. ^ Upstart Power anuncia inversión en tecnología de pilas de combustible residenciales de parte de líderes en tecnología limpia Archivado el 22 de enero de 2021 en Wayback Machine , 16 de diciembre de 2020
  92. ^ "Reducción de las emisiones de dióxido de carbono en el ámbito residencial mediante el uso de pequeños sistemas de pilas de combustible de cogeneración: sistemas combinados de calor y energía". Programa de I+D sobre gases de efecto invernadero de la IEA (IEAGHG). 11 de noviembre de 2008. Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2013. Consultado el 1 de julio de 2013 .
  93. ^ "Reducción de las emisiones de dióxido de carbono residenciales mediante el uso de pequeños sistemas de pilas de combustible de cogeneración: cálculos de escenarios". Programa de I+D sobre gases de efecto invernadero de la IEA (IEAGHG). 11 de noviembre de 2008. Archivado desde el original el 26 de octubre de 2013. Consultado el 1 de julio de 2013 .
  94. ^ "cogen.org – taller de carrocería en el condado de Nassau".
  95. ^ "Pilas de combustible y cogeneración" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 18 de mayo de 2012.
  96. ^ "Patente 7.334.406". Archivado desde el original el 24 de febrero de 2021. Consultado el 25 de agosto de 2011 .
  97. ^ "Calor geotérmico, sistema híbrido de almacenamiento de energía". Archivado desde el original el 5 de marzo de 2012. Consultado el 25 de agosto de 2011 .
  98. ^ "Reducción de las emisiones de dióxido de carbono residenciales mediante el uso de pequeños sistemas de pilas de combustible de cogeneración – Sector comercial". Programa de I+D sobre gases de efecto invernadero de la IEA (IEAGHG). 11 de noviembre de 2008. Archivado desde el original el 5 de marzo de 2018. Consultado el 1 de julio de 2013 .
  99. ^ "PureCell Model 400: Overview" Archivado el 14 de mayo de 2011 en Wayback Machine . UTC Power. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  100. ^ "Comparación de tecnologías de pilas de combustible" Archivado el 1 de marzo de 2013 en Wayback Machine . Departamento de Energía, Programa de Tecnologías de Pilas de Combustible para Eficiencia Energética y Energías Renovables. Febrero de 2011.
  101. ^ Onovwiona, HI; Ugursal, VI (2006). "Sistemas de cogeneración residencial: revisión de la tecnología actual". Renewable and Sustainable Energy Reviews . 10 (5): 389–431. doi :10.1016/j.rser.2004.07.005.
  102. ^ ANUNCIO. Hawkes, L. Exarchakos, D. Hart, MA. Leach, D. Haeseldonckx, L. Cosijns y W. D'haeseleer. Paquete de trabajo 3 de EUSUSTEL: Pilas de combustible, 2006.
  103. ^ "Reducción de las emisiones de dióxido de carbono residenciales mediante el uso de pequeños sistemas de pilas de combustible de cogeneración". Programa de I+D sobre gases de efecto invernadero de la IEA (IEAGHG). 11 de noviembre de 2008. Archivado desde el original el 4 de mayo de 2018. Consultado el 1 de julio de 2013 .
  104. ^ "HyER " ¡Engranja, campo de energía, cuidado!". Archivado desde el original el 15 de febrero de 2016.
  105. ^ "Pilas de combustible de hidrógeno: diseños, reacciones, FCEV, ventajas y desventajas". Bauaelectric . 17 de julio de 2021. Archivado desde el original el 18 de julio de 2021 . Consultado el 18 de julio de 2021 .
  106. ^ "Mercado mundial de vehículos con pilas de combustible de hidrógeno: previsiones para las principales regiones del mundo hasta 2032". 21 de mayo de 2020.
  107. ^ "Vehículos eléctricos de pila de combustible". Consejo Ambiental Comunitario . Archivado desde el original el 27 de marzo de 2018. Consultado el 26 de marzo de 2018 .
  108. ^ Wipke, Keith, Sam Sprik, Jennifer Kurtz y Todd Ramsden. "Demostración de aprendizaje de vehículos eléctricos de pila de combustible de combustión nacional" Archivado el 19 de octubre de 2011 en Wayback Machine . Laboratorio Nacional de Energías Renovables, abril de 2011, consultado el 2 de agosto de 2011
  109. ^ Garbak, John. "VIII.0 Technology Validation Sub-Program Overview" Archivado el 24 de septiembre de 2015 en Wayback Machine . Programa de tecnologías de celdas de combustible del Departamento de Energía, Informe de progreso anual del año fiscal 2010, consultado el 2 de agosto de 2011
  110. ^ "Logros y progreso" Archivado el 21 de agosto de 2011 en Wayback Machine . Programa de Tecnología de Pilas de Combustible, Departamento de Energía de EE. UU., 24 de junio de 2011
  111. ^ ab Lathia, Rutvik Vasudev; Dobariya, Kevin S.; Patel, Ankit (10 de enero de 2017). "Pilas de combustible de hidrógeno para vehículos de carretera". Journal of Cleaner Production . 141 : 462. doi :10.1016/j.jclepro.2016.09.150.
  112. ^ "Mirai – Reseñas, comparaciones y noticias de autos nuevos y usados".
  113. ^ Korzeniewski, Jeremy (27 de septiembre de 2012). "Hyundai ix35 se adjudica el título de primer vehículo de pila de combustible de producción del mundo". autoblog.com . Consultado el 7 de octubre de 2012 .
  114. ^ "Hydro Dip: los alquileres del Honda Clarity Fuel-Cell 2017 son más baratos de lo esperado inicialmente". Archivado desde el original el 27 de marzo de 2018 . Consultado el 26 de marzo de 2018 .
  115. ^ "Toyota lanza el Mirai de segunda generación, un vehículo de pila de combustible de hidrógeno" . Consultado el 21 de diciembre de 2020 .
  116. ^ Martin, Polly. "Toyota demandada por falta de disponibilidad de hidrógeno para vehículos de pila de combustible en California", Hydrogen Insight , 15 de julio de 2024
  117. ^ ab Romm, Joseph. "Tesla supera a Toyota: por qué los coches de hidrógeno no pueden competir con los coches eléctricos puros", CleanProgress.com, 5 de agosto de 2014
  118. ^ "El infierno y el hidrógeno". Technologyreview.com. Marzo de 2007. Consultado el 31 de enero de 2011 .
  119. ^ Fernandez, Ray (14 de abril de 2022). "Por qué los coches de hidrógeno estaban condenados al fracaso". SlashGear . Consultado el 16 de abril de 2022 .
  120. ^ de Brian Warshay, Brian. "La gran compresión: el futuro de la economía del hidrógeno" Archivado el 15 de marzo de 2013 en Wayback Machine , Lux Research, Inc. Enero de 2013
  121. ^ "Elon Musk explica por qué la pila de combustible de hidrógeno es una tontería (2015)", YouTube, 14 de enero de 2015, a las 10:20 del vídeo
  122. ^ Romm, Joseph. "Tesla supera a Toyota, parte II: el gran problema de los vehículos con pilas de combustible de hidrógeno", CleanProgress.com, 13 de agosto de 2014
  123. ^ Hunt, Tam. "¿Debería California reconsiderar su política de apoyo a los vehículos con pilas de combustible?", GreenTech Media, 10 de julio de 2014
  124. ^ Brown, Nicholas. "Los coches de hidrógeno han perdido gran parte de su apoyo, pero ¿por qué?", ​​Clean Technica , 26 de junio de 2015
  125. ^ "Ingeniería explicada: 5 razones por las que los coches de hidrógeno son estúpidos", Car Throttle , 8 de octubre de 2015
  126. ^ Ruffo, Gustavo Henrique. "Este video compara los vehículos eléctricos de batería con los de pila de combustible y cuál es el más eficiente...", InsideEVs.com, 29 de septiembre de 2019
  127. ^ Baxter, Tom. "Los coches de hidrógeno no superarán a los vehículos eléctricos porque se ven obstaculizados por las leyes de la ciencia", The Conversation , 3 de junio de 2020
  128. ^ Morris, Charles. "¿Por qué tres fabricantes de automóviles siguen promocionando los vehículos con pilas de combustible de hidrógeno?", CleanTechnica, 14 de octubre de 2021
  129. ^ Plötz, Patrick. "Es poco probable que la tecnología del hidrógeno desempeñe un papel importante en el transporte por carretera sostenible", Nature Electronics , vol. 5, págs. 8-10, 31 de enero de 2022
  130. ^ Bjørnæs, Christian. "Se estima el potencial de calentamiento global del hidrógeno", Centro de Investigación Internacional sobre el Clima y el Medio Ambiente , 7 de junio de 2023. Consultado el 15 de junio de 2023.
  131. ^ "Premios del Programa Nacional de Autobuses con Pilas de Combustible". Calstart. Consultado el 12 de agosto de 2011. Archivado el 31 de octubre de 2012 en Wayback Machine.
  132. ^ "Transportation Fleet Vehicles: Overview" Archivado el 17 de octubre de 2011 en Wayback Machine . UTC Power. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  133. ^ "Informe anual de progreso del año fiscal 2010: VIII.0 Descripción general del subprograma de validación de tecnología" Archivado el 24 de septiembre de 2015 en Wayback Machine , John Garbak. Programa de hidrógeno del Departamento de Energía.
  134. ^ "Evaluaciones de autobuses eléctricos con celdas de combustible", Departamento de Energía de EE. UU., consultado el 10 de septiembre de 2019
  135. ^ Hajek, Stefan (17 de agosto de 2023). "Wasserstoff- und Batterie-Züge: "Die Batterie setzt sich fast immer gegen den Wasserstoff durch". www.wiwo.de (en alemán) . Consultado el 15 de julio de 2024 .
  136. ^ Parkes, Rachel (22 de agosto de 2023). «El hidrógeno perderá 'casi siempre' frente a los vehículos eléctricos de batería en el transporte ferroviario alemán: fabricante de trenes». oxygeninsight.com . Consultado el 15 de julio de 2024 .
  137. ^ "Trenes propulsados ​​por pilas de combustible". Alstom Coradia iLint .
  138. ^ "El tren de hidrógeno Coradia iLint de Alstom circula por primera vez en Suecia". Alstom.com .
  139. ^ "Trenes de hidrógeno en el Reino Unido" HydroFlex .
  140. ^ "Toyota y Hino lanzan una iniciativa con Seven-Eleven, FamilyMart y Lawson para presentar camiones eléctricos de pila de combustible de servicio ligero". Toyota . 8 de diciembre de 2020 . Consultado el 25 de noviembre de 2021 .
  141. ^ "ローソンとファミマが燃料電池トラック導入、トヨタいすゞ日野が車両開発" [Lawson y FamilyMart presentaron camiones con pila de combustible desarrollados por Toyota y Hino ]. Medios de TI, Japón . 11 de agosto de 2021 . Consultado el 25 de noviembre de 2021 .
  142. ^ "Toyota fabricará módulos de pilas de combustible para grandes plataformas de hidrógeno en la planta de Kentucky". Forbes . 25 de agosto de 2021 . Consultado el 25 de noviembre de 2021 .
  143. ^ "El camión de pila de combustible de hidrógeno de Daimler Truck recibe la licencia para circular por carretera" (Nota de prensa). Daimler Truck . 25 de octubre de 2021 . Consultado el 4 de abril de 2022 .
  144. ^ "再生医療専門クリニック リペアセルクリニック 東京院" (PDF) . 21 de agosto de 2013. Archivado desde el original (PDF) el 21 de agosto de 2013.
  145. ^ "Descripción general del programa de tecnologías de pilas de combustible" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 3 de diciembre de 2013.
  146. ^ "Impacto económico de la implementación de pilas de combustible en carretillas elevadoras y como fuente de energía de reserva en virtud de la Ley de Recuperación y Reinversión de Estados Unidos" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 3 de diciembre de 2013.
  147. ^ Barnard, Michael. "Sobre carretillas elevadoras de hidrógeno, minería de bitcoins y fertilizantes ecológicos", CleanTechnica , 2 de enero de 2024
  148. ^ "Informe sobre la industria de carretillas elevadoras en China y el mundo, 2014-2016", Research and Markets, 6 de noviembre de 2014
  149. ^ "Comparación del ciclo de combustible completo de los sistemas de propulsión de carretillas elevadoras" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 17 de febrero de 2013.
  150. ^ "Tecnología de pilas de combustible". Archivado desde el original el 3 de diciembre de 2013. Consultado el 24 de noviembre de 2013 .
  151. ^ "Creando soluciones innovadoras de grafito durante más de 125 años". GrafTech International . Archivado desde el original el 6 de diciembre de 2010.
  152. ^ "La bicicleta ENV". Energía inteligente. Archivado desde el original el 6 de marzo de 2008. Consultado el 27 de mayo de 2007 .
  153. ^ "Honda desarrolla un scooter de pila de combustible equipado con pila de combustible Honda FC". Honda Motor Co. 24 de agosto de 2004. Archivado desde el original el 2 de abril de 2007. Consultado el 27 de mayo de 2007 .
  154. ^ Bryant, Eric (21 de julio de 2005). «Honda ofrecerá una motocicleta con pila de combustible». autoblog.com. Archivado desde el original el 16 de julio de 2012. Consultado el 27 de mayo de 2007 .
  155. ^ 15 de diciembre de 2007. «Bicicleta eléctrica con pila de combustible de hidrógeno». Youtube.com. Archivado desde el original el 30 de octubre de 2021. Consultado el 21 de septiembre de 2009 .{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  156. ^ "Vehículos de pila de combustible Horizon: Transporte: Movilidad ligera" Archivado el 22 de julio de 2011 en Wayback Machine . Horizon Fuel Cell Technologies. 2010. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  157. ^ "Asia Pacific Fuel Cell Technologies, Ltd. --sistemas de pilas de combustible y vehículos propulsados ​​por pilas de combustible". Archivado desde el original el 1 de enero de 2013.
  158. ^ "Revisión de la industria de pilas de combustible 2012" (PDF) .
  159. ^ Burgman_Fuel-Cell_Scooter; "Historia de los productos de los años 2000". Suzuki Global . Suzuki Motor Corporation. Archivado desde el original el 24 de octubre de 2013 . Consultado el 25 de octubre de 2013 .
  160. ^ "Firma de energía ecológica en acuerdo con Suzuki". Leicester Mercury . 6 de febrero de 2012. Archivado desde el original el 29 de octubre de 2013 . Consultado el 26 de octubre de 2013 .; "Suzuki e Irlanda comercializarán coches y motos con motor de gasolina". Gizmag . 8 de febrero de 2012 . Consultado el 26 de octubre de 2013 .
  161. ^ "Primera microaeronave con pila de combustible". Archivado desde el original el 6 de enero de 2010.
  162. ^ "Horizon Fuel Cell Powers New World Record in UAV Flight" Archivado el 14 de octubre de 2011 en Wayback Machine . Horizon Fuel Cell Technologies. 1 de noviembre de 2007.
  163. ^ "Boeing realiza un exitoso vuelo con avión propulsado por pila de combustible". Archivado desde el original el 9 de mayo de 2013.. Boeing. 3 de abril de 2008. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  164. ^ "Vehículo aéreo no tripulado propulsado por pila de combustible completa un vuelo de 23 horas". Energía alternativa: Noticias. 22 de octubre de 2009. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  165. ^ CNBC.com, Anmar Frangoul | Especial para (2 de febrero de 2016). "Pilas de combustible de hidrógeno... ¿en un avión?". CNBC . Consultado el 6 de febrero de 2018 .
  166. ^ "Avión no tripulado propulsado por hidrógeno completa un conjunto de pruebas" Archivado el 15 de octubre de 2015 en Wayback Machine . www.theengineer.co.uk. 20 de junio de 2011. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  167. ^ Coxworth, Ben (8 de febrero de 2016). "Vuelo con drones propulsado por pellets ligeros productores de hidrógeno". www.gizmag.com . Consultado el 9 de febrero de 2016 .
  168. ^ Eshel, Tamir (19 de agosto de 2011). "El mini-UAV Stalker EX está listo para misiones de resistencia de ocho horas".
  169. ^ Aplicaciones FC
  170. ^ "GL- Reglas de clasificación y construcción" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 3 de diciembre de 2013. Consultado el 27 de noviembre de 2023 .
  171. ^ abcde Sürer, Meryem Gizem; Arat, Hüseyin Turan (26 de mayo de 2022). "Avances y tecnologías actuales en aplicaciones de pilas de combustible de hidrógeno para vehículos marinos". Revista Internacional de Energía del Hidrógeno . El quinto Congreso Internacional de Tecnologías del Hidrógeno. 47 (45): 19865–19875. doi :10.1016/j.ijhydene.2021.12.251. ISSN  0360-3199. S2CID  246104205.
  172. ^ "Se presenta en Hamburgo el primer barco de pasajeros con pila de combustible". Fuel Cells Bulletin . 2008 (10): 4–5. 1 de octubre de 2008. doi :10.1016/S1464-2859(08)70372-9. ISSN  1464-2859.
  173. ^ "Primer transbordador de hidrógeno líquido equipado con pilas de combustible". 28 de noviembre de 2022. Consultado el 28 de noviembre de 2022 .
  174. ^ "Pilas de combustible instaladas a bordo del primer ferry del mundo propulsado por hidrógeno líquido". 18 de noviembre de 2022. Consultado el 28 de noviembre de 2022 .
  175. ^ "Submarino superfurtivo alimentado por pila de combustible" Archivado el 4 de agosto de 2011 en Wayback Machine . Frederik Pleitgen. CNN Tech: Armas nucleares. 22 de febrero de 2011. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  176. ^ "Submarinos de ataque U212/U214, Alemania". Naval-Technology.com. Consultado el 2 de agosto de 2011. Archivado el 3 de octubre de 2012 en Wayback Machine.
  177. ^ ab Agnolucci, Paolo (diciembre de 2007). "Economía y perspectivas de mercado de las pilas de combustible portátiles". Revista internacional de energía del hidrógeno . 32 (17): 4319–4328. doi :10.1016/j.ijhydene.2007.03.042. S2CID  98471675.
  178. ^ abc Dyer, CK> (abril de 2002). "Pilas de combustible para aplicaciones portátiles". Journal of Power Sources . 106 (1–2): 31–34. Bibcode :2002JPS...106...31D. doi :10.1016/S0378-7753(01)01069-2.
  179. ^ Girishkumar, G.; Vinodgopal, K.; Kamat, Prashant (2004). "Nanoestructuras de carbono en celdas de combustible portátiles: electrodos de nanotubos de carbono de pared simple para oxidación de metanol y reducción de oxígeno". J. Phys. Chem . 108 (52): 19960–19966. doi :10.1021/jp046872v.
  180. ^ "SFC Energy AG - Energía limpia en todas partes". SFC Energy .
  181. ^ sistemas, ensol. "sistemas ensol". Sistemas Ensol .
  182. ^ "Ballard fuel cells to power telecom backup power units for motorola" Archivado el 6 de julio de 2011 en Wayback Machine . Association Canadienne de l'hydrogene et des piles a combustible. 13 de julio de 2009. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  183. ^ "India Telecoms obtendrá energía de pilas de combustible". Archivado desde el original el 26 de noviembre de 2010.
  184. ^ "Cottbus recibe un nuevo centro de datos local" Archivado el 30 de septiembre de 2011 en Wayback Machine . T Systems. 21 de marzo de 2011.
  185. ^ "Aplicaciones de las pilas de combustible" Archivado el 15 de mayo de 2011 en Wayback Machine . Fuel Cells 2000. Consultado el 2 de agosto de 2011.
  186. DVGW VP 119 Brennstoffzellen-Gasgeräte bis 70 kW Archivado el 26 de febrero de 2021 en Wayback Machine . DVGW. (Alemán)
  187. ^ Laine Welch (18 de mayo de 2013). «Laine Welch: La tecnología de celdas de combustible impulsa el transporte de pescado a larga distancia». Anchorage Daily News . Archivado desde el original el 9 de junio de 2013. Consultado el 19 de mayo de 2013 .
  188. ^ "Tecnología de pilas de combustible aplicada a las pruebas de alcoholemia". Intoximeters, Inc. . Consultado el 24 de octubre de 2013 .
  189. ^ "En 2019: 83 nuevas estaciones de servicio de hidrógeno en todo el mundo - FuelCellsWorks".
  190. ^ ab «En 2019, 83 nuevas estaciones de repostaje de hidrógeno en todo el mundo/» . Consultado el 10 de junio de 2020 .
  191. ^ "Rellenando con H2". 10 de junio de 2020. Consultado el 10 de junio de 2020 .
  192. ^ "Acerca de | Hydrogen Mobility Europe". h2me.eu . 19 de noviembre de 2015 . Consultado el 24 de marzo de 2020 .
  193. ^ Número de estaciones de servicio de combustible alternativo por estado, Centro de datos de combustibles alternativos , consultado el 31 de agosto de 2020
  194. ^ Kurtz, Jennifer; Sprik, Sam; Bradley, Thomas H. (2019). "Revisión del rendimiento y la confiabilidad de la infraestructura de hidrógeno para el transporte". Revista internacional de energía del hidrógeno . 44 (23). Laboratorio Nacional de Energías Renovables : 12010–12023. doi : 10.1016/j.ijhydene.2019.03.027 . S2CID  132085841 . Consultado el 7 de octubre de 2020 .
  195. ^ "Pilas de combustible: estado actual y desafíos futuros". Sitio web de la NAE . Consultado el 2 de diciembre de 2023 .
  196. ^ "Aplicaciones de las pilas de combustible 101: ¿Dónde se utilizan las pilas de combustible hoy en día? - Plug Power". www.plugpower.com . 19 de enero de 2023 . Consultado el 2 de diciembre de 2023 .[ enlace muerto permanente ]
  197. ^ İnci, Mustafa (1 de octubre de 2022). "Visión futura de las pilas de combustible de hidrógeno: una revisión estadística e investigación sobre aplicaciones, impactos socioeconómicos y perspectivas de pronóstico". Tecnologías y evaluaciones de energía sostenible . 53 : 102739. doi :10.1016/j.seta.2022.102739. ISSN  2213-1388. S2CID  252235918.
  198. ^ Jessel, Sonal; Sawyer, Samantha; Hernández, Diana (12 de diciembre de 2019). "Energía, pobreza y salud en el cambio climático: una revisión exhaustiva de una literatura emergente". Frontiers in Public Health . 7 : 357. doi : 10.3389/fpubh.2019.00357 . ISSN  2296-2565. PMC 6920209 . PMID  31921733. 
  199. ^ "Pila de combustible de hidrógeno: tecnologías para autobuses". www.zemo.org.uk . Consultado el 2 de diciembre de 2023 .
  200. ^ "Navigant: la industria de las pilas de combustible superó la marca de los mil millones de dólares en ingresos en 2012", Green Car Congress, 12 de agosto de 2013
  201. ^ Martin, Christopher (10 de marzo de 2014). "Plug, FuelCell Climb as 'Experiments' Seen as Profitable". Bloomberg.com . Consultado el 28 de diciembre de 2015 .
  202. ^ "Un informe sobre pilas de combustible destaca el crecimiento continuo de las aplicaciones de manipulación de materiales". 20 de noviembre de 2013.
  203. ^ "Tanaka precious metals construye una planta dedicada al desarrollo y fabricación de catalizadores para pilas de combustible", FuelCellToday.com, 26 de febrero de 2013, consultado el 16 de noviembre de 2013
  204. ^ Adamson, Karry-Ann y Clint Wheelock. "Informe anual sobre pilas de combustible 2011", archivado el 17 de octubre de 2011 en Wayback Machine . 2T 2011, Pike Research, consultado el 1 de agosto de 2011
  205. ^ "Solid State Energy Conversion Alliance SECA Cost Reduction". Departamento de Energía de EE. UU., 31 de enero de 2011, consultado el 1 de agosto de 2011
  206. ^ "Reducir y mantener los costos de energía" Archivado el 3 de agosto de 2011 en Wayback Machine , Bloom Energy, consultado el 3 de agosto de 2011
  207. ^ Wesoff, Eric. "Bloom Energy juega el juego de los subsidios como un profesional", 13 de abril de 2011, consultado el 1 de agosto de 2011. Archivado el 11 de abril de 2012 en Wayback Machine.
  208. ^ "Asociación Internacional de Metales del Grupo del Platino: Preguntas frecuentes". Archivado desde el original el 19 de abril de 2011.
  209. ^ Johnson, R. Colin (22 de enero de 2007). «El oro es la clave para acabar con la disolución del platino en las pilas de combustible». EETimes.com. Archivado desde el original el 15 de julio de 2007. Consultado el 27 de mayo de 2007 .
  210. ^ "C&EN: Últimas noticias - Núcleo de hierro y azufre ensamblado". pubsapp.acs.org .
  211. ^ "Las mejoras en las pilas de combustible generan esperanzas de energía limpia y barata". Ars Technica . 2008.
  212. ^ Yoo-chul, Kim. "Samsung abandonará el negocio de las pilas de combustible", Korea Times , 12 de abril de 2016
  213. ^ "Una sustancia química podría revolucionar las pilas de combustible de polímero" (PDF) . Instituto Tecnológico de Georgia. 24 de agosto de 2005. Consultado el 21 de noviembre de 2014 .
  214. ^ Patel, Prachi. "Pilas de combustible más baratas". MIT Technology Review .
  215. ^ Bennett2009-12-03T19:00:00+00:00, Hayley. "El diseño de un catalizador de inspiración biológica podría rivalizar con el platino". Chemistry World .{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  216. ^ "Una pila de combustible de hidrógeno tan duradera como un motor convencional". Archivado desde el original el 16 de octubre de 2013.
  217. ^ "Póster de ACAL sobre los costes y la eficiencia de las pilas de combustible" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 16 de octubre de 2013.
  218. ^ Kakati, Biraj Kumar; Kucernak, Anthony RJ (15 de marzo de 2014). "Recuperación en fase gaseosa de celdas de combustible de membrana de electrolito polimérico contaminadas con sulfuro de hidrógeno". Journal of Power Sources . 252 : 317–326. Bibcode :2014JPS...252..317K. doi : 10.1016/j.jpowsour.2013.11.077 .
  219. ^ Kakati, Biraj Kumar; Unnikrishnan, Anusree; Rajalakshmi, Natarajan; Jafri, Rhode Island; Dhathatreyan, KS (2016). "Kučernak". Antonio RJ . 41 (12): 5598–5604. doi :10.1016/j.ijhydene.2016.01.077. hdl : 10044/1/28872 .
  220. ^ Kakati, BK. "Rejuvenecimiento in situ con O3 de celdas de combustible de electrolito polimérico contaminadas con SO2: estudios de electroquímica, celdas individuales y de 5 celdas" (PDF) . 5.º Foro Europeo PEFC y H2 . Archivado desde el original (PDF) el 14 de julio de 2015. Consultado el 14 de julio de 2015 .
  221. ^ "Pila de combustible para generación de hidrógeno in situ para futuros sistemas de energía para soldados – HDIAC" . Consultado el 7 de febrero de 2023 .
  222. ^ Shi, Lin; Zhao, Yun; Matz, Stephanie; Gottesfeld, Shimshon; Setzler, Brian P.; Yan, Yushan (marzo de 2022). "Una celda electroquímica de membrana en cortocircuito alimentada por hidrógeno para eliminar el CO2 de la alimentación de aire de las celdas de combustible de membrana de intercambio de hidróxido". Nature Energy . 7 (3): 238–247. doi :10.1038/s41560-021-00969-5. ISSN  2058-7546. S2CID  246585109.

Lectura adicional

Enlaces externos