Pila de combustible

Se diferencia en que está diseñada para permitir el abastecimiento continuo de los reactivos consumidos.Por otra parte, dado que el proceso no implica la combustión de los reactivos, las emisiones contaminantes son mínimas.Aunque parezca algo muy reciente, la historia de las pilas de combustible comenzó hace casi dos siglos, en 1838,[6]​ con los primeros estudios del científico Christian Friedrich Schönbein en Suiza y, paralelamente, con los del físico y jurista galés Sir William Robert Grove sobre baterías gaseosas, cuyos resultados publicaría en 1843.Esto se debe a que estas células, comparadas con otros dispositivos, tienen mayor eficiencia energética y por tanto necesitan menos combustible para producir la misma energía.En la figura se muestra el dispositivo presentado a la comunidad científica por William Robert Grove en su publicación "On the Gas Voltaic Battery".[8]​[9]​ Para su preparación, utilizó dos electrodos de platino sumergidos en ácido sulfúrico, que alimentaba con oxígeno e hidrógeno, respectivamente.A partir de la disociación del H2SO4, la reducción tenía lugar en el electrodo alimentado con O2 (cátodo), que reaccionaba con los iones H+ formando agua.Su prototipo permitía retener el electrolito en una matriz sólida no conductora, cuya superficie estaba cubierta por una fina capa de Platino u Oro.[10]​ A mediados del siglo XX, el desarrollo tecnológico de estos dispositivos experimentó un gran avance.En 1993, la empresa canadiense Ballard desarrolló el primer vehículo comercial con pila de combustible, utilizando la tecnología PEM.[cita requerida] Panasonic fue la primera empresa en el mundo en vender la pila de combustible para uso doméstico.La NASA ha utilizado desde 1960 las AFCs alimentadas con hidrógeno en las misiones espaciales, para proporcionar electricidad y agua potable.Se utilizan con frecuencia para proveer de electricidad a edificios con alta demanda energética, tanto públicos como privados.Las MCFCs se utilizan en aplicaciones estacionarias y en cogeneración, para proveer de energía a edificios públicos o privados.Los máximos exponentes en el desarrollo de esta tecnología ha sido la alemana MTU, y su socio americano, Fuel Cell Energy.[26]​ Dado que actualmente este tipo de pilas operan entre 800-1000 °C, el reto es bajar a 600-800 °C (IT-SOFC, "Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell").Comercial / investigación En una pila de combustible se produce una reacción electroquímica a temperatura y presión constantes que nunca llegará al equilibrio.Como ejemplo, puede hacerse el cálculo del rendimiento ideal en condiciones estándar (T=298,15 K y P = 1 atm), ηideal0, para una pila basada en la reacción de hidrógeno con oxígeno:Por tanto, aunque el rendimiento ideal parezca muy elevado, se ve reducido por las condiciones reales de funcionamiento.La corriente límite, IL, es una medida de la máxima velocidad con que el reactivo puede suministrarse al electrodo y esto ocurre cuando CS=0.Un sistema con pila de combustible que funciona con hidrógeno puede ser compacto, ligero y no tiene piezas móviles importantes.[37]​ En este caso, las baterías tienen que ser de gran tamaño para satisfacer la demanda del almacenaje, pero aun así esto supone un ahorro con respecto a los dispositivos eléctricos convencionales.[38]​ Las pilas de ácido fosfórico (PAFC) son las más utilizadas en los productos CHP en el mundo y pueden alcanzar unas eficiencias combinadas cercanas al 90%.Entre los modelos de demostración se incluyen Honda FCX Clarity, Toyota FCHV, Fiat Phyllis y Mercedes-Benz F-Cell.La mayoría de los autobuses están fabricados por UTC Power, Toyota, Ballard, Hydrogenics, y Proton Motor.La motocicleta almacena suficiente combustible como para funcionar durante 4 horas y recorrer 160 km en un área urbana, a una velocidad máxima de 80 km/h.Los militares están interesados especialmente en esta aplicación por su ruido escaso, el poco calor que desprenden y por su capacidad para alcanzar gran altitud.La estación no tiene cubierta, para que en caso de peligro el hidrógeno pueda escapar libremente a la atmósfera.Una elevada durabilidad es también un requisito fundamental: se espera que las PEMFCs funcionen al menos durante 10 000 horas.Es necesario que un electrocatalizador tenga una buena conductividad eléctrica para reducir al mínimo las pérdidas por resistencia en la capa del catalizador.