Imagen de avatar Rumbo a la sustentabilidad...
Miguel Rivera Mora

Celdas de combustible.

En este blog estaré publicando lo referente a tecnologías amigables con el medio ambiente o que promuevan el uso de recursos renovables buscando la sustentabilidad. Cómo primera entrega comentaré acerca de las celdas de hidrogeno o celdas de combustible y su aplicación en la industria automotríz.

Primero definamos que es una celda de combustible a grandes razgos.

“Una pila de combustible, también llamada célula o celda de combustible es un dispositivo electroquímico de conversión de energía similar a una batería, pero se diferencia de esta última en que está diseñada para permitir el reabastecimiento continuo de los reactivos consumidos; es decir, produce electricidad de una fuente externa de combustible y de oxígeno en contraposición a la capacidad limitada de almacenamiento de energía que posee una batería. Además, los electrodos en una batería reaccionan y cambian según cómo esté de cargada o descargada; en cambio, en una celda de combustible los electrodos son catalíticos y relativamente estables.

Los reactivos típicos utilizados en una celda de combustible son hidrógeno en el lado del ánodo y oxígeno en el lado del cátodo (si se trata de una celda de hidrógeno). Por otra parte las baterías convencionales consumen reactivos sólidos y, una vez que se han agotado, deben ser eliminadas o recargadas con electricidad. Generalmente, los reactivos “fluyen hacia dentro” y los productos de la reacción “fluyen hacia fuera“. La operación a largo plazo virtualmente continua es factible mientras se mantengan estos flujos.”(1)

 Archivo:Fuel cell ES.svg

En resumen siendo muy simplistas,   tenemos un dispositivo capaz de generar energía electrica del hidrógeno tomando el oxigeno del aire y dándonos como desecho de la reacción vapor de agua…

Este tipo de tecnología tiene ya un par de decádas que fue descubierta .

“El principio de funcionamiento de la célula de combustible fue descubierto por el científico Christian Friedrich Schönbein en Suiza en 1838 y publicado en la edición de enero de 1839 del “Philosophical Magazine“. De acuerdo con este trabajo, la primera fue desarrollada en 1843 por Sir William Grove, un científico galés, utilizando materiales similares a los usados hoy en día para la célula de ácido fosfórico. No fue hasta 1959 cuando el ingeniero británico Francis Thomas Bacon desarrolló con éxito una célula estacionaria de combustible de 5 kilovatios.”(1)

Sin embargo a pesar de tener más de 50 años que se desarrolló con éxito el primer dispositivo de este tipo existen muy pocas personas que han oido hablar de esta tecnología y mucho menos aún quien ha visto o usa este tipo de tecnología en su vida cotidiana.

Una de las compañias que apuesta todo a esta tecnología es Horizon Fuell Cell Technologíes, una compañia que se fundó en 2003 en Shangai y que a la fecha tiene desarrollos para diferentes aplicaciones de las celdas de combustible, sus productos van desde kits educativos, pasando por estaciones de energía portatiles y estacionarias hasta unas aplicaciones muy interesantes enfocadas al transporte y aeroespacial.  Una en particular atrae mi atención ya que se trata de un pequeño sistema portatil que tiene como finalidad la de proveer de energía a bicicletas hibridas mecánicas-electricas  con una autonomía de 300 km con una sola carga y permitiendo una velocidad tope de 25 km/h,  nada mal para un sistema de transporte libre de emisiones.(2)

 

“Hay numerosos prototipos y modelos de coches y autobuses basados en la tecnología de la pila de combustible. Las empresas de automoción siguen investigando y ya han llegado a fabricar algunos prototipos. Compañías como DaimlerChrysler, Ballard Power Systems, Ford, Volvo, Mazda, General Motors, BMW, Hyundai, o Nissan, entre otras. Sin embargo, Honda es la única firma que ha obtenido la homologación para empezar a comercializar su vehículo impulsado por este sistema, el FCX Clarity, en Japón y Estados Unidos en 2008.

En septiembre de 2009, diferentes compañías (Honda, DaimlerChrysler, Ford Motor Company, General Motors Corporation/Opel, Hyundai Motor Company, Kia Motors Corporation, la alianza Renault SA y Nissan Motor Corporation y Toyota Motor Corporation), firmaron un acuerdo para homogeneizar el desarrollo y la introducción al mercado de vehículos eléctricos impulsados con pila de combustible, lo que se consideró un gran paso hacia la producción en serie de vehículos de cero emisiones. En el acuerdo, las compañías anticipaban que, a partir del año 2015, una cantidad significativa de vehículos eléctricos con pila de combustible podrían ser comercializados.”(1)

Honda al ser el primer fabricante de vehiculos con este tipo de tecnología lleva ya un gran trecho de ventaja respecto a los demás fabricantes, la meta que se propuso es arrendar casi 200 vehiculos en los siguientes tres años después de su lanzamiento en 2008, estableciendo en su contrato de arrendamiento una renta mensual por el uso del vehiculo sin límite de kilometraje, cubriendo ya el mantenimiento y un seguro en caso de colisión y daños materiales, sin embargo no todos podemos acceder a este tecnología ya que el arrendamiento tiene ciertas limitaciones incluso geográficas.  Esta propuestas de arrendamiento le esta dando a Honda; contando  hasta la fecha, tres años de pruebas de estos vehiculos en un uso cotidiano con una muestra grande para hacer las mejoras e ir perfeccionando esta tecnología, inclusive también desarrollo la “Home energy station” que es una estación que genera hidrógeno a partir de gas natural, el cuál se podrá usar como energía para una casa y por supuesto para recargar el Clarity. (3)(4)

Aunque hay muchas cosas que resolver para este tipo de tecnología que pareciera del futuro  hay compañias que han adquirido suficiente experiencia para ofrecernosla en el presente y aunque existe polemica por su lento desarrollo como podría ser los intereses económicos respecto al petróleo, sus altos costes de producción, la incapacidad de transición de la infraestructura de gasolineras por estaciones de hidrogeno, etc. lo cierto es que esta tecnología es una muestra de que si hay opciones sustentables además de la energía fotovoltaica y eólica para sustituir los combustibles fósiles, todo queda en nosotros como ingenieros en conocerlas y darles un uso práctico para acercarlas a la gente y se vuelva parte de nuestra vida cotidiana.

Fuentes

(1) http://es.wikipedia.org/wiki/Pila_de_combustible

(2)http://www.horizonfuelcell.com/mobility.htm

(3)http://automobiles.honda.com/spanish/fcx-clarity/

(4)http://automobiles.honda.com/spanish/fcx-clarity/home-energy-station.aspx

Una respuesta para “Celdas de combustible.”

  1. ¡Bienvenido a iNGENET! Muchas gracias por compartir tus conocimientos y experiencias.
    Nuestra comunidad crece cada día más y juntos podremos hacer cosas muy interesantes.
    ¡Saludos Ingeniero!

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