Como funciona una pila de combustible

El combustible que emplea es hidrógeno. Si no disponemos de él, podemos sustituirlo por otros como el etanol. Pero entonces necesitamos un reformador: un aparato que transforme el combustible en hidrógeno y CO2.

Ahora viene la parte más complicada. El fundamento físico de la célula:
Partimos de un ánodo y un cátodo. Al ánodo llega el hidrógeno. Gracias al catalizador se separan los protones y los electrones. El electrolito deja pasar los protones, pero no los electrones. Los electrones han de pasar por un circuito externo.

Al llegar al cátodo, los electrones y protones se encuentran con el oxígeno, y se unen para crear agua. Nosotros aprovechamos esa corriente de electrones que va desde el ánodo hasta el cátodo para alimentar nuestros aparatos eléctricos.

Cada celda unidad genera menos de 1 Voltio. Por eso necesitamos varias apiladas una junto a la otra. De ahí viene el nombre de pila de combustible.

• Ventajas:
  • Elevada energía: El hidrógeno es uno de los combustibles más energéticos que existen.
  • Elevada densidad de energía: En relación a lo anterior, con el tamaño de una célula de combustible, podemos tener más energía que cualquier otro tipo de batería (Níquel-Cadmio, Metal-Hidruro, Litio, etc)
  • Ruido: No produce ningún tipo de ruido
  • CO2: No emite CO2, salvo que esté alimentada de algún bioalcohol. En tal caso emitiría CO2 el transformador, pero no la pila.
  • Rendimiento: Posee un rendimiento del 40%, similar a un automóvil. Pero en instalaciones grandes podemos emplear el calor generado para producir agua caliente y frío. Alcanzamos así rendimientos del 80%.
  • Menos explosivo: Se han hecho pruebas con coches sometidos a impactos y con rotura de los depósitos de combustible. Los que llevaban gasolinas acabaron envueltos en una gran llama de fuego. Los que llevaban hidrógeno, el hidrógeno produjo una llama breve y en una única dirección (como si fuese un lanzallamas)
• Inconvenientes:
• Altamente inflamable: arde con facilidad
• Detección: su llama es incolora, y apenas produce olor. Esto último podría evitarse añadiendole alguna sustancia que le proporcione olor y que no afecte a la reacción química
• Obtención: Se precisa mucha energía para obtenerlo del agua. Yo ya comenté una posible solución. Otra opción son los sistemas regenerativos.
  
• Distribución: aún falta una red de distribución importante (hidrogeneras)
• Dificultad de transporte: Para licuarlo se necesitan 20K(-253ºC). Es muy voluminoso su almacenamiento. Y su transporte por conductos es más complicado que otros gases.