¿Qué son las pilas de combustible? ¿Qué ventajas presentan en la generación de electricidad?

Una pila de combustible es un dispositivo que convierte la energía de un combustible químico en electricidad mediante una reacción con oxígeno u otro agente oxidante. Las primeras pilas de combustible fueron inventadas por Sir William Grove en 1839 y desarrolladas por John Fedders a finales de la década de 1930. Desde entonces, las pilas de combustible se han utilizado con éxito en muchas aplicaciones en las que se necesita una energía fiable, silenciosa y limpia, como las carretillas elevadoras, la energía de reserva para emergencias, las unidades de energía auxiliar en barcos y los vehículos de recreo. La economía del hidrógeno se refiere a la idea de utilizar el hidrógeno como una alternativa de bajas emisiones de carbono a los combustibles fósiles; ha ganado un renovado interés debido a su potencial papel en la mitigación del cambio climático causado por la quema de combustibles fósiles como el carbón o el gas natural. El hidrógeno puede fabricarse in situ o suministrarse a una ubicación central mediante un camión o una tubería, lo que resulta mucho más seguro que el transporte de combustibles líquidos en vagones de ferrocarril o camiones cisterna.

Una pila de combustible es un dispositivo que convierte la energía de un combustible químico en electricidad mediante una reacción con el oxígeno u otro agente oxidante.

Una pila de combustible es un dispositivo que convierte la energía de un combustible químico en electricidad mediante una reacción con el oxígeno u otro agente oxidante. Las pilas de combustible se diferencian de las baterías en que generan electricidad creando un gradiente electroquímico entre dos reacciones, mientras que las baterías utilizan depósitos físicos almacenados y reacciones electroquímicas.

Una pila de combustible funciona como una batería, pero no se agota ni necesita recargarse.

Una pila de combustible funciona como una batería, pero no se agota y no necesita recargarse. Utiliza el hidrógeno como combustible y el oxígeno del aire como oxidante para crear electricidad a un nivel de potencia constante. Las pilas de combustible pueden utilizarse en muchas aplicaciones, como los automóviles, los viajes espaciales y la electrónica portátil, ya que proporcionan energía continua sin tener que rellenarla o sustituirla durante su uso.

La estructura básica de una pila de combustible consiste en placas metálicas con un electrolito entre ellas; estas placas están separadas por una membrana de intercambio iónico que sólo permite el paso de iones con carga positiva, mientras que mantiene alejados los iones con carga negativa que provocarían un cortocircuito en el sistema. El gas hidrógeno entra en un lado de la instalación, mientras que el oxígeno entra en el otro lado a través de tuberías conectadas directamente a los conductos de ventilación en cada extremo de la instalación (o a veces a través de tubos en el interior).

Las pilas de combustible se diferencian de las baterías en que requieren una fuente constante de combustible y oxígeno para mantener la reacción química, pero pueden producir electricidad continuamente mientras se suministren estos insumos.

Las pilas de combustible son como las baterías, ya que convierten la energía química en electricidad. Sin embargo, a diferencia de una batería, las pilas de combustible no producen electricidad mediante una reacción electroquímica dentro de la propia pila. En cambio, utilizan un catalizador en un entorno controlado para convertir el hidrógeno (combustible) y el oxígeno (aire) en agua y electricidad.

Las pilas de combustible se diferencian de las baterías en que requieren una fuente constante de combustible y oxígeno para mantener la reacción química, pero pueden producir electricidad de forma continua siempre que se suministren estos insumos. A diferencia de las baterías convencionales, que deben recargarse o sustituirse una vez agotada la energía química, las pilas de combustible pueden recargarse indefinidamente en cualquier momento porque funcionan mediante una reacción de oxidación-reducción que sólo consume electrones en lugar de generarlos[1].

Las pilas de combustible se han utilizado con éxito en muchas aplicaciones en las que se necesita una energía fiable, silenciosa y limpia, incluyendo carretillas elevadoras, energía de reserva de emergencia y unidades de energía auxiliar en barcos y vehículos de recreo.

Las pilas de combustible se han utilizado con éxito en muchas aplicaciones en las que se necesita una energía fiable, silenciosa y limpia, como las carretillas elevadoras, la energía de reserva de emergencia y las unidades de energía auxiliar en barcos y vehículos de recreo.

Las pilas de combustible son limpias y silenciosas. Las pilas de combustible no necesitan ninguna pieza móvil que pueda desgastarse o romperse para producir electricidad: simplemente toman la energía química almacenada en los combustibles líquidos y la convierten en electricidad mediante un proceso electroquímico. Las pilas de combustible funcionan eficazmente con poco ruido o vibración, lo que las hace ideales para su uso en entornos ruidosos, como las fábricas, donde podría haber riesgos potenciales por la acumulación de presión en los depósitos que contienen líquidos inflamables. También son muy eficientes a la hora de convertir residuos en productos aprovechables, ya que no producen gases residuales como los motores de combustión convencionales cuando se quema gasolina, por ejemplo; en su lugar, lo que sale por el tubo de escape son gases calientes que no dañan a nadie que esté cerca.

La economía del hidrógeno se refiere a la idea de utilizar el hidrógeno como una alternativa de bajo carbono a los combustibles fósiles.

El hidrógeno puede producirse a partir de diversas fuentes, como el gas natural y el agua. Puede utilizarse en pilas de combustible para generar electricidad. El hidrógeno es más limpio que los combustibles fósiles y sólo emite vapor de agua como subproducto. La producción de hidrógeno también reduce la necesidad de combustibles fósiles, disminuyendo así las emisiones de gases de efecto invernadero.

El hidrógeno puede fabricarse in situ o suministrarse a una ubicación central por camión o tubería, lo que es mucho más seguro que el transporte de combustibles líquidos en vagones de ferrocarril o camiones cisterna.

El hidrógeno puede fabricarse in situ o entregarse a una ubicación central por camión o tubería, lo que es mucho más seguro que el transporte de combustibles líquidos en vagones de ferrocarril o camiones cisterna.

La producción y el almacenamiento de hidrógeno sólo consumen una pequeña fracción de la energía utilizada para producir y almacenar electricidad a partir de combustibles fósiles como el carbón, el gas natural y el petróleo.

El hidrógeno es un combustible extremadamente versátil que puede utilizarse en cualquier motor de combustión sin necesidad de modificaciones. Los vehículos impulsados por hidrógeno son muy eficientes a la hora de convertir la energía almacenada en movimiento, ya que no hay piezas móviles, como los pistones, necesarias para los motores de combustión interna (ICE).

Las pilas de combustible son una fuente de energía limpia, y están ganando popularidad en la industria del automóvil. A diferencia de las baterías tradicionales, las pilas de combustible pueden generar electricidad utilizando hidrógeno y oxígeno en lugar de litio. Además, son más eficientes que las baterías: una vez que hayas montado tu sistema con una pila de combustible y algún medio para generar hidrógeno (como la electrólisis), todo lo que tienes que hacer es alimentarla con gas de vez en cuando y asegurarte de que el aire fluye a través de sus cámaras.

No hace falta ser ingeniero eléctrico o científico de materiales para entender cómo funcionan las pilas de combustible; en su nivel básico, son dispositivos bastante sencillos. Pero si quieres conocer los detalles de su funcionamiento -y por qué son tan útiles- hay muchos recursos para ti.

Conclusión

En general, las pilas de combustible son una tecnología muy prometedora para la energía limpia. Tienen el potencial de revolucionar nuestro mundo y ayudarnos a reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles.