Los tipos de pilas de combustible

Una pila de combustible

El electrolito es la barrera entre los electrodos. Puede ser líquido, plástico o cerámico. De esto también depende la temperatura que alcanzan las pilas de combustible cuando están en funcionamiento.

Pila de combustible alcalina

En el modelo más antiguo de pila de combustible, hay hidróxido de potasio (KOH) entre los electrodos. Nada es más peligroso para el hidróxido de potasio que el dióxido de carbono, porque reacciona con él y ya no se puede utilizar como electrolito.

Por lo tanto, los gases suministrados, hidrógeno y oxígeno, deben ser extremadamente puros. El aire ambiente tampoco debe entrar en contacto con la solución de hidróxido de potasio, ya que también contiene pequeñas cantidades de dióxido de carbono.

La pila de combustible AFC (AFC = pila de combustible alcalina) se utilizó en viajes espaciales tripulados, por ejemplo, en las misiones Apolo y en los transbordadores espaciales. Incluso si los desarrollos más recientes son menos sensibles al CO2, la pila de combustible alcalina es menos adecuada para aplicaciones civiles.

Celda de combustible de membrana

En PEFC (celda de combustible de electrolito de polímero), también llamado PEM, el electrolito consiste en una película de plástico, una membrana de polímero que solo deja pasar los protones.

Para que tengan lugar las reacciones deseadas en los electrodos, se debe aplicar una fina capa de platino como catalizador. Debido a que el platino es muy caro, los investigadores están buscando formas de arreglárselas con la menor cantidad posible.

Hay dos tipos de celdas de combustible PEM: las celdas de baja temperatura y las celdas de alta temperatura. La principal diferencia radica en la temperatura de funcionamiento (90 o 180 grados Celsius) y la sensibilidad al dióxido de carbono.

Las celdas de baja temperatura reaccionan de manera más sensible al gas y su rendimiento puede verse restringido si entran en contacto. Las celdas de alta temperatura son más robustas.

La pila de combustible PEM es fácil de usar. Dado que se las arregla con el oxígeno del aire, no son necesarios procesos complejos de filtrado y limpieza.

Se usa para automóviles, autobuses y camionetas, pero también se puede usar para calentar apartamentos o para operar unidades de cogeneración.

Dos celdas de combustible diferentes

Las pilas de combustible funcionan a diferentes temperaturas.

Pila de combustible de metanol directo

El DMFC (celda de combustible de metanol directo) es un desarrollo posterior del PEM. También funciona con la ayuda de una membrana de plástico. Sin embargo, no necesita hidrógeno como gas combustible; puede funcionar con metanol.

Los expertos ven una ventaja sobre todo en los pequeños dispositivos portátiles como ordenadores portátiles, cámaras o teléfonos móviles, pero también pueden utilizarse en tecnología de vehículos.

Además, el almacenamiento de metanol es mucho más fácil que el de hidrógeno. Esto debe estar extremadamente refrigerado o almacenado a alta presión. El metanol, por otro lado, se puede almacenar y transportar de manera similar a la gasolina.

Pila de combustible de ácido fosfórico

El PAFC (celda de combustible de ácido fosforoso) es una celda de combustible desarrollada para plantas combinadas de calor y energía y pequeñas plantas de energía. Un gas rico en hidrógeno que se obtiene del gas natural se utiliza como gas combustible. El oxígeno proviene directamente del aire.

El ácido fosfórico, que está ligado a un vellón de plástico, sirve como electrolito. La temperatura de funcionamiento ronda los 200 grados centígrados. Por sus buenas propiedades, este tipo de pila de combustible es especialmente adecuado para un funcionamiento continuo.

Pila de combustible de carbonato fundido

La celda de combustible de carbonato (MCFC = celda de combustible de carbonato fundido) es particularmente adecuada para su uso en centrales eléctricas.

Genera temperaturas en el rango de 650 grados Celsius y permite un uso óptimo del calor residual, es decir, la energía térmica que no se consume en el proceso de trabajo real y, por lo tanto, puede continuar utilizándose. Esta celda se opera directamente con gas natural y oxígeno atmosférico.

Pila de combustible de óxido sólido

La pila de combustible de óxido sólido (SOFC = pila de combustible de óxido sólido) está hecha completamente de sólidos; se utiliza una cerámica como electrolito. Se opera a una temperatura de funcionamiento entre 500 y 1000 grados Celsius.

No son necesarios catalizadores costosos como el platino. La celda puede funcionar directamente con gas natural, diesel o gasolina, pero también es posible el hidrógeno. Es especialmente adecuado para grandes centrales eléctricas o para generar electricidad en barcos. Algún día podría reemplazar la batería de los vehículos.