¿Qué son las pilas de combustible de hidrógeno, cómo funcionan y quién las está utilizando en 2019? - World Energy Trade

¿Qué son las pilas de combustible de hidrógeno, cómo funcionan y quién las está utilizando en 2019?

Imagen tomada de RTVE

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Con la posibilidad de transformar el transporte, suministrar energía limpia a ubicaciones fuera de la red y crear una verdadera experiencia de tecnología inalámbrica para el consumidor, la tecnología de celda de combustible de hidrógeno está girando más que unas cuantas cabezas

En medio de la discusión en curso sobre la energía renovable y su capacidad potencial para reemplazar los combustibles fósiles con una alternativa limpia, las células de combustible de hidrógeno a menudo se pueden pasar por alto.

La tecnología presenta un método de generación de electricidad que no requiere combustión, y se basa únicamente en hidrógeno y oxígeno para su combustible, que se combinan para crear muy poca contaminación, con el agua como el subproducto principal.

Tiene profundas implicaciones para el transporte, con el potencial de actuar como una fuente de combustible alternativa para automóviles, autobuses y trenes en todo el mundo.

Mientras tanto, varias empresas de cinta azul en múltiples industrias han adoptado celdas de combustible de hidrógeno como su fuente de energía principal y de respaldo, desde Apple y Coca-Cola hasta Google y Walmart.

¿Cómo funcionan las celdas de combustible de hidrógeno?

Las celdas de combustible de hidrógeno producen una corriente eléctrica que se puede almacenar y luego usar para alimentar cualquier cosa, desde una bombilla hasta un motor eléctrico .

El tipo más común utiliza un ánodo para despojar a los átomos de hidrógeno de sus electrones, ionizándolos y creando una carga eléctrica positiva.

Esto luego se combina con el oxígeno que ingresa a la celda de combustible en su cátodo, catalizando una reacción química que produce electricidad y agua.

Este proceso no se basa en la combustión y, por lo tanto, no está limitado por las leyes termodinámicas que pueden sofocar una central eléctrica convencional, también conocida como "cuello de botella térmico".

Además, las pilas de celdas de combustible de hidrógeno están libres de carbono, no requieren ni emiten productos químicos dañinos, no se degradan con el tiempo, requieren muy poco mantenimiento y son prácticamente silenciosas, separándolas de la mayoría de las formas de generación de energía.  

La desventaja, sin embargo, es que las células de combustible de hidrógeno son una tecnología extremadamente costosa e incipiente, que aún necesitan desarrollo antes de ser comercialmente viables a escala.  

Además, otras fallas técnicas aún no se han resuelto, con problemas como las cortas distancias de viaje y la sensibilidad a las temperaturas cambiantes, lo que sigue siendo un problema en relación con el uso de la tecnología en el sector del transporte.  

Figura 1. La tecnología de celda de combustible de hidrógeno se puede usar para la generación en el sitio.

¿Cuáles son las aplicaciones de las pilas de combustible de hidrógeno?

Estacionario  

Las celdas de combustible de hidrógeno estacionarias, que pueden alcanzar una tasa de eficiencia energética del 60%, pueden proporcionar energía limpia a hogares, negocios y redes de telecomunicaciones.  

La tecnología se puede instalar en el sitio, lo que significa que no hay pérdidas de eficiencia a través de la transmisión de la red de largo alcance.  

También ocupa menos espacio que otros sistemas de energía limpia, con alrededor de un acre de tierra que supera los requisitos para una instalación de celda de combustible de 10MW, en comparación con los diez acres necesarios por MW de energía solar y 50 acres por MW de energía eólica.  

Portátil 

Las celdas de combustible de hidrógeno también pueden hacerse portátiles, lo que permite la generación de electricidad móvil que puede alimentar dispositivos electrónicos y recargar baterías.  

Quizás el mayor punto de venta de la tecnología de celda de combustible de hidrógeno portátil es su capacidad para crear una experiencia inalámbrica de los consumidores, que pueden intercambiar cables de alimentación y adaptadores para cartuchos de combustible.  

Además, como no dependen de la red, las celdas de combustible de hidrógeno portátiles pueden ser útiles en áreas remotas y durante emergencias cuando las fuentes de alimentación tradicionales están fuera de línea.  

Transporte

Los recientes avances en la tecnología de vehículos de pila de combustible (FCV) han hecho que la idea de un automóvil propulsado por hidrógeno, que tiene un alcance de 350 millas, no emita nada más que vapor de agua y pueda llenarse en menos de cinco minutos, más realista que nunca.  

Varios fabricantes mundiales de automóviles, incluidos Hyundai y Toyota, han estado ocupados lanzando ofertas de FCV en los EE. UU., Principalmente California, en los últimos años, y la abundancia de gas natural del país es un recurso primordial para el hidrógeno requerido.  

Cuando se utiliza hidrógeno de la electrólisis solar o eólica , los FCV no emiten emisiones de CO2 en absoluto durante todo su ciclo de vida.