pilas de combustible
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Pilas de combustible
George BadeaVicente Costa Segovia
Diana Olan
Introducción Historia Materia prima Proceso de fabricación Ventajas y desventajas Tipos Ciclo de vida Impacto ambiental Fabricantes y proveedores Bibliografía
Índice
Unos dispositivos electroquímicos, capaces de
convertir directamente la energía química contenida en un combustible en energía eléctrica.
También se utiliza la cogeneración.
Introducción
1839 William Grove 1889 “Pila de Combustible" 1899,Nernst electrolitos de óxidos
sólidos 1937 Pila de Combustible Cerámica 1958, Francis Bacon Pilas de Combustibles
Alcalinas 1970 Pila de Membrana de intercambio de
protones
HistoriaFuente: Fuelcelltoday
Fuente: ecured
Materia prima
Combustible Oxígeno o aire
Hidrógeno Oxidante
Ánodo Cátodo
Fuente: quimica-ingenieriaenergia.wikispaces
Diagrama del proceso
Proceso de fabricación
Fuente: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
Las reacciones que se forman son las siguientes:
Ánodo: H2 2H+ + 2e-
Cátodo: O2 + 2H + 2e- H2O
H2 + O2 H2O + ELECTRICIDAD
Su alta eficiencia, del 60% Son limpias Pueden usar combustibles renovables Funcionan de forma continua en tanto el
combustible este disponible No tienen partes móviles por lo que su
mantenimiento es sencillo No emiten ruido El hidrogeno puede obtenerse del agua Tamaño muy adaptable según necesidades
Ventajas
Coste elevado debido al uso de materiales caros como
el platino La fiabilidad todavía esta en desarrollo Corta vida útil Poca robustez Es difícil encontrar hidrogeno como combustible La industria del hidrogeno es pequeña Hay que cuidar aspectos como la seguridad en el
manejo y almacenamiento del hidrogeno Baja densidad del combustible, comparado con la
gasolina
Desventajas
Batería de membrana polimérica (PEM) Pila de combustible alcalina (AFC) Pila de ácido fosfórico (PAFC) Pila de combustible de carbono fundido(MCFC) Pila de óxido sólido (SOFC) Pilas de metanol directo(DMFCs) Pila de combustible reversible Pla de combustible microbiana(MFC)
TiposFuente: Infoniac
Fuente: Fuelcelltoday
Catalizador de platino Temperatura de funcionamiento: de 60 a 100ºC Peso y tamaño reducido Buena resistencia a desgaste y
corrosión Baja densidad del combustible Coste elevado
Batería de membrana polimérica (PEM)
Fuente: ecomotriz
Uno de los primeros sistemas desarrollados Electrolito KOH. No utilizan metales preciosos como catalizadores Temperatura de funcionamiento de 100-250ºC Contaminación por CO2
Pila de combustible alcalina (AFC)
Fuente: education.sptech.xyz
o Ácido fosfórico liquido como
electrolito o Temperatura de operación: 175-
200ºCo Resistentes a contaminanteso Capacidad para generar energía
eléctrica de 37 - 42%, rendimiento de 85% para cogeneración.
Pila de ácido fosfórico (PAFC)
Fuente: education.sptech.xyz
Operan a temperaturas
elevadas (600-1000ºC). Rendimiento de 65% Metano y otros
hidrocarburos ligeros se convierten en combustibles a temperaturas muy altas
Su principal desventaja es la durabilidad.
Pila de combustible de carbono fundido (MCFC)
Fuente: education.sptech.xyz
Compuesto cerámico duro como
electrolito Producen hidrogeno de forma interna
debido a su temperatura de funcionamiento (hasta 1000ºC)
Resistentes a la contaminación por sulfuro y dióxido de carbono
Se debe fabricar con materiales resistentes a altas temperaturas
Pila de óxido sólido (SOFC)
Fuente: education.sptech.xyz
No presenta los problemas que tienen los
sistemas que utilizan hidrogeno como combustible
Se utiliza para alimentar dispositivos móviles.
Pila de metanol directo (DMFC)
Fuente: tudelft Fuente: taiwantrade
Permiten obtener electricidad a partir de
hidrogeno y oxígeno También permite obtener hidrogeno y oxigeno
por electrólisis
Pila de combustible reversible
La primera MFC a escala piloto instala en 2007 Reducen la demanda química del oxigeno del
agua Las publicaciones en este área de
investigación han crecido de forma exponencial en los últimos años
Pila de combustible microbiana (MFC)
Fuente: cartaalmundoplanetatierra
Diferente para cada tipo de pila De 8000 a 40000 horas de servicio Se puede reciclar, pero el proceso de reciclaje
es complejo
Ciclo de vida
Mas respetuosas con el medio ambiente. El impacto depende del combustible que usen:
-Las pilas de hidrógeno no producen contaminantes ya que obtienen la energía a partir de la reacción entre el oxígeno y el hidrógeno produciendo agua, calor y electricidad.
-Las pilas de metanol producen bastantes menos contaminantes que los combustibles fósiles, ya que solo desprenden agua y dióxido de carbono.
-Las pilas de combustible microbianas tienen multitud de ventajas, limpiando las aguas residuales.
Impacto ambiental
Grupo VONEN es una empresa familiar situada en Madrid,
proveedora de Pilas de Combustible de entre 20 W y 500 kW.
2 tecnologías disponibles: Pilas de Combustible Alcalinas Hydrocell modulares de
entre 20 y 400 W Una nueva tecnología de Pilas de Combustible Alcalinas
Bipolares de entre 1 y 500 kW
Fabricantes y proveedores
Fuente: casavonen
AJUSA, empresa albaceteña fundada en 1972 con la
actividad fundamental de la fabricación de juntas para el motor de combustión interna.
se ha consolidado como el primer y único fabricante de pilas de combustible en España
Desarrolla proyectos para encontrar aplicaciones reales a las pilas de combustible PEM
Fuente: ajusa
Ltd Hydro Cell Ltd. Fue fundada en 1993, en
Järvenpää, Finlandia Desarrolla, fabrica y vende, entre otras cosas, Pilas de
combustible: EFOY Pro, proporcionan un acceso fiable y fácil de
energía para todas las ocasiones
Militares, se utilizan para condiciones de campo muy exigentes
Fuente: hydrocell
http://www.ecomotriz.com/2011/11/pila-combustible-bateria-alcalina/ http://energy.gov/eere/fuelcells/types-fuel-cells https://es.wikipedia.org/wiki/Pila_de_combustible http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/electrol.html http://www.ehu.eus/iaweb/pilas.pdf https://quimica-ingenieriaenergia.wikispaces.com http://www.preciousmetals.umicore.com/recyclables/fuelCells/ http://www.casavonen.com http://www.ajusa.es http://www.hydrocell.fi http://www.madrimasd.org/blogs/remtavares/2012/12/19/131838
Bibliografía