Las pilas de combustible de ácido fosfórico ( PAFC ) son un tipo de pila de combustible que utiliza ácido fosfórico líquido como electrolito . Fueron las primeras pilas de combustible que se comercializaron. Desarrolladas a mediados de la década de 1960 y probadas en campo desde la década de 1970, han mejorado significativamente en estabilidad, rendimiento y costo. Estas características han hecho de las PAFC un buen candidato para las primeras aplicaciones estacionarias. [1]
El electrolito es ácido fosfórico líquido puro o altamente concentrado (H3PO4 ) saturado en una matriz de carburo de silicio (SiC). El rango de funcionamiento es de aproximadamente 150 a 210 °C. Los electrodos están hechos de papel carbón recubierto con un catalizador de platino finamente disperso .
Reacción anódica: 2H 2 (g) → 4H + + 4e
Reacción catódica: O 2 (g) + 4H + + 4e‾ → 2H 2 O
Reacción celular global: 2 H 2 + O 2 → 2H 2 O
En un rango de operación de 150 a 200 °C, el agua expulsada se puede convertir en vapor para calentar aire y agua ( calor y energía combinados ). Esto potencialmente permite aumentos de eficiencia de hasta un 70%. [2] Las PAFC son tolerantes al CO2 y pueden tolerar una concentración de CO de aproximadamente 1,5%, lo que amplía la elección de combustibles que pueden usar. Si se utiliza gasolina, se debe eliminar el azufre. [3] A temperaturas más bajas, el ácido fosfórico es un mal conductor iónico y el envenenamiento por CO del electrocatalizador de platino en el ánodo se vuelve severo. [4] Sin embargo, son mucho menos sensibles al CO que las celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) y las celdas de combustible alcalinas (AFC).
Las desventajas incluyen una densidad de potencia bastante baja y un electrolito químicamente agresivo. [ aclaración necesaria ]
Las PAFC se han utilizado para generadores de energía estacionarios con una potencia de salida en el rango de 100 kW a 400 kW y también se encuentran aplicaciones en vehículos grandes como autobuses. [5]
Los principales fabricantes de tecnología PAFC incluyen Doosan Fuel Cell America Inc. [6] (anteriormente ClearEdge Power y UTC Power [7] ) y Fuji Electric .
La DRDO de la India ha desarrollado un sistema de propulsión independiente del aire basado en PAFC para su integración en sus submarinos de clase Kalvari . [8] [9]