Las pilas de combustible son más eficientes que las centrales eléctricas convencionales porque generan energía mediante una reacción electroquímica en lugar de combustión. Suelen servir como generadores de emergencia durante los picos de demanda y también se utilizan en diferentes medios de transporte público. En este blog, aprenderemos para qué se utilizan las pilas de combustible de hidrógeno y cómo funcionan.
¿Para qué se utilizan las pilas de combustible de hidrógeno?
En las pilas de combustible, se puede generar electricidad combinando átomos de hidrógeno y oxígeno. Estas versátiles pilas de combustible se utilizan en diversos sectores, desde la alimentación de naves espaciales y dispositivos electrónicos hasta edificios domésticos y comerciales, y vehículos. A continuación, analicemos en detalle algunos de sus principales usos.
1. Gestión de Almacén: Varias grandes organizaciones de almacenamiento y distribución están recurriendo a estas pilas de combustible para alimentar camiones, carretillas elevadoras, transpaletas y otros equipos limpios.
2. Distribución Internacional: Las pilas de combustible ofrecen la autonomía y la potencia necesarias para el transporte de larga distancia y la distribución local. La industria automotriz ya fabrica semirremolques y furgonetas propulsados por hidrógeno.
3. Autobuses: Se está estudiando el uso de la energía del hidrógeno en diferentes modos de transporte público, incluidos los autobuses de pila de combustible. Varias grandes ciudades, como Chicago, Vancouver, Londres y Pekín, han experimentado con autobuses propulsados por hidrógeno.
Referencia cruzada: AUTOBUSES ELÉCTRICOS DE PILA DE COMBUSTIBLE para un transporte público de cero emisiones
4. Trenes: Los trenes de pilas de combustible de hidrógeno ya han llegado a la mayoría de los países desarrollados.
5. Vehículos individuales: Los principales fabricantes de automóviles están desarrollando vehículos eléctricos de pila de combustible de hidrógeno (HFCEV) para uso personal. Toyota Mirai, Honda Clarity, Hyundai Nexo y BMW I Hydrogen Next se encuentran entre los modelos más destacados.
6. Aviación: Varios proyectos experimentales han investigado el uso de estas pilas de combustible en la industria aeroespacial. Los vehículos no tripulados de larga distancia... Se utilizó un sistema híbrido con pilas de combustible que funcionaban con paneles solares, lo que permitía un vuelo continuo, diurno y nocturno, teóricamente ilimitado.
Referencia cruzada: ¿Podrían los vuelos propulsados por hidrógeno ser una realidad en 2035?
7. Generación de energía de respaldo: Las pilas de combustible estacionarias se utilizan en fuente de alimentación ininterrumpida (UPS) Sistemas donde la disponibilidad continua es importante. Los hospitales y centros de datos recurren cada vez más al hidrógeno. para suministro de energía ininterrumpida. También puede servir como generador de respaldo, lo que permite que el servidor de un centro de datos funcione únicamente con hidrógeno durante dos días.
8. Generación de energía móvil: El hidrógeno ofrece numerosas opciones para la generación de energía móvil. La NASA produjo algunas de las primeras celdas de combustible de hidrógeno para cohetes de potencia y transbordadores espaciales en el espacio.
9. Vehículos aéreos no tripulados (UAV): Existen muchas aplicaciones innovadoras de los UAV (es decir, drones), que van desde entrega de paquetes a misiones de búsqueda y rescate, Se ven gravemente limitados por la potencia y la autonomía que ofrecen las baterías estándar. Por ello, tanto el sector militar como las empresas privadas pretenden abordar estos problemas con pilas de combustible.
10. Barcos y submarinos: Las pilas de combustible se utilizan en diversas aplicaciones marinas y sirven como alternativa a los sistemas de energía nuclear. Energy Watch, el primer buque de hidrógeno, incluso creó su propio hidrógeno para un sistema de pilas de combustible utilizando paneles solares y turbinas eólicas a bordo.
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¿De qué están hechas las pilas de combustible de hidrógeno??
Una pila de combustible está formada por dos electrodos, un ánodo y un cátodo separados por una membrana electrolítica. El hidrógeno, el metano, el etano, el etanol y otros combustibles orgánicos pueden utilizarse en una pila de combustible para generar electricidad. Estos combustibles experimentan una combustión incompleta y emiten calor como subproducto. La mayoría de estas reacciones son de naturaleza redox, lo que resulta en la conversión de energía química en energía eléctrica y la generación de agua y dióxido de carbono como subproductos.
¿Cómo funcionan las pilas de combustible de hidrógeno?
Estos pasos proporcionan una breve descripción general de cómo funciona una celda de combustible:
1. El hidrógeno es introducido en el ánodo, y se suministra oxígeno en el cátodo.
2. En el ánodo, los átomos de hidrógeno se dividen en protones y electrones.
3. Se genera electricidad cuando los electrones son impulsados a través de un circuito mientras los protones cargados positivamente viajan a través de un electrolito y una membrana hasta el cátodo.
4. Después de atravesar el circuito y la membrana, los electrones y protones reaccionan con el oxígeno en el cátodo, liberando calor y agua como subproducto.
5. Dado que las celdas de combustible individuales son insuficientes para alimentar un dispositivo electrónico modesto o una gran planta de energía, estas celdas se apilan juntas para generar energía adecuada para el propósito previsto.
Ver también: La era del hidrógeno: Perspectivas sobre la próxima transformación energética de EE. UU.
Comparación de la eficiencia de las pilas de combustible de hidrógeno entre diferentes tipos de celdas
El eficiencia Los distintos tipos de pilas de combustible son:
| Tipo de celda de combustible | Eficiencia |
| AFC alcalino | 60-70% eléctrico |
| Ácido fosfórico (PAFC) | 80-85% en general con cogeneración (energía térmica combinada); (eléctrica 36-42%) |
| Carbonato fundido (MCFC) | Alrededor del 85% en general con energía térmica combinada |
| Óxido sólido (SOFC) | Alrededor del 85% en general con energía térmica combinada |
| Membrana de electrolito polimérico (PEM) | eléctrico 50-60% |
Las pilas de combustible son similares a las baterías, ya que pueden almacenar y liberar energía siempre que tengan un suministro de hidrógeno. Tienen diversas aplicaciones, como el transporte y la producción de electricidad. Sin embargo, los científicos e ingenieros deben considerar los desafíos de seguridad asociados con el hidrógeno. Para obtener más información, siga navegando por nuestro sitio web.
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Gracias por la información.