La pila de combustible funciona con el mecanismo redox para producir electricidad.Un ánodo oxidante y un cátodo reductor, separados de un electrolito central.">

La pila de combustible - ¡ Todo lo que necesitas saber !

Oxidación-reducción :  la pila de combustible
Oxidación-reducción : la pila de combustible

La pila de combustible

La pila de combustible funciona con el mecanismo redox para producir electricidad. Dispone de dos electrodos : un ánodo oxidante y un cátodo reductor, separados por un electrolito central.

Líquido o sólido, el material conductor del electrolito permite controlar el paso de electrones.

Un tanque suministra combustible continuamente al ánodo y al cátodo : en el caso de una pila de combustible de hidrógeno, el ánodo recibe hidrógeno y el cátodo oxígeno, es decir, aire.
El ánodo provoca la oxidación del combustible y la liberación de electrones, que son forzados por el electrolito cargado de iones a pasar a través de un circuito externo. Por lo tanto, este circuito externo ofrece una corriente eléctrica continua.

Los iones y electrones, reunidos en el cátodo, luego se recombinan con el segundo combustible, generalmente oxígeno. Esto es la reducción, generando agua y calor además de la corriente eléctrica.
Mientras se suministre, la batería funciona continuamente.

En el ánodo, por lo tanto, tenemos una oxidación electroquímica del hidrógeno :

H2 → 2H+ + 2º-

En el cátodo, se observa la reducción de oxígeno :

1⁄2O2 + 2H+ + 2º- → H2O

El balance general es entonces :

H2 + 1/2 O2 → H2O
Los PEMFC utilizan una membrana polimérica.
Los PEMFC utilizan una membrana polimérica.

Los diferentes tipos de pilas de combustible

Pilas de combustible de membrana de interca
RCA
El zócalo RCA, también conocido como fonógrafo o zócalo cinch, es un tipo muy común de conexión eléctrica. Creado en 1940, todavía se encuentra hoy en día en la mayoría de los hogares. Transmite señales de audio y vídeo. El acrónimo de RCA significa Radio Corporation of America.
mbio de protones (PEMFC) :

Los PEMFC utilizan una membrana polimérica, a menudo Nafion®, como electrolito. Funcionan a temperaturas relativamente bajas (alrededor de 80-100 °C) y se utilizan principalmente en aplicaciones de transporte, como automóviles de hidrógeno, debido a su arranque rápido y alta densidad de potencia.

Pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) :
Las SOFC utilizan un electrolito sólido, como el óxido de circonio estabilizado con itria (YSZ), y funcionan a altas temperaturas (alrededor de 600-1000 °C). Son eficientes para la generación de energía estacionaria y la cogeneración debido a su alta eficiencia y baja sensibilidad a las impurezas del combustible.

Pilas de combustible de óxido sólido de alta temperatura (HT-SOFC) :
Los HT-SOFC son una variante de los SOFC que funcionan a temperaturas aún más altas (por encima de los 800 °C). Ofrecen altas eficiencias y pueden funcionar con una variedad de combustibles, lo que los convierte en una opci
Mini pci
deriva de la PCI 2.2 pretende integrarse en los ordenadores portátiles Variantes 2.34 PCI de que existe en dos versiones : -32-bit bus a 33 MHz (133 MB/s ancho de banda máximo) 1 (el más común); -bus de 64 bits a 66 MHz (528 MB/s ancho de banda máximo) 1, usado en algunas placas base profesionales o servidores (son dos veces la longitud de la) PCI 2.2 bus de 32 bits);
ón atractiva para aplicaciones estacionarias que requieren alta eficiencia.

Pilas de combustible de carbonato fundido (FCFC) :
Los MCFC utilizan un electrolito de carbonato que se funde a altas temperaturas (alrededor de 600-700 °C). Son eficientes para la cogeneración y pueden funcionar con combustibles que contienen dióxido de carbono, lo que los hace útiles para capturar y almacenar CO2.

Pilas de combustible alcalinas (AFC) :
Las lámparas fluorescentes compactas utilizan un electrolito alcalino, generalmente una solución acuosa de potasa o hidróxido de sodio. Son eficientes y baratos, pero requieren catalizadores a base de platino y funcionan mejor con hidrógeno puro, lo que limita sus aplicaciones.

Pilas de combustible de ácido fosfórico (PAFC) :
Los PAFC utilizan un electrolito de ácido fosfórico contenido en una membrana de ácido polibenzimidazol. Funcionan a temperaturas relativamente altas (alrededor de 150-220 °C) y se utilizan a menudo en aplicaciones estacionarias de cogeneración y generación de energía.

Rendimientos generales

Pilas de combustible de membrana de interca
RCA
El zócalo RCA, también conocido como fonógrafo o zócalo cinch, es un tipo muy común de conexión eléctrica. Creado en 1940, todavía se encuentra hoy en día en la mayoría de los hogares. Transmite señales de audio y vídeo. El acrónimo de RCA significa Radio Corporation of America.
mbio de protones (PEM) :

Las pilas de combustible PEM se encuentran entre las más utilizadas, especialmente en aplicaciones de transporte y estacionarias. Ofrecen una alta rentabilidad, normalmente entre el 40% y el 60%. Sin embargo, esta eficiencia puede variar dependiendo de factores como la temperatura de funcionamiento, la presión del hidrógeno y las pérdidas en el sistema.

Pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) :
Se sabe que las pilas de combustible SOFC ofrecen altas eficiencias, normalmente superiores al 50%. Algunas pilas de combustible SOFC avanzadas pueden alcanzar eficiencias de más del 60%. A menudo se utilizan en aplicaciones estacionarias donde la alta eficiencia es esencial.

Pilas de combustible de óxido sólido de alta temperatura (HT-SOFC) :
Las HT-SOFC funcionan a temperaturas mucho más altas que las SOFC convencionales, lo que les permite lograr eficiencias aún mayores, normalmente superiores al 60%. Estas pilas de combustible se utilizan principalmente en aplicaciones estacionarias y de cogeneración.

Pilas de combustible de carbonato fundido (FCFC) :
Las pilas de combustible MCFC pueden alcanzar altas eficiencias, normalmente entre el 50% y el 60%. A menudo se utilizan en aplicaciones de cogeneración donde el calor residual se puede recuperar y utilizar de manera eficiente.

Aplicaciones de pilas de combustible

Transporte limpio :
Las pilas de combustible pueden utilizarse como fuente de energía para los vehículos de pila de combustible (FCV), como coches, camiones, autobuses y trenes. Los PCV utilizan hidrógeno como combustible y generan electricidad combinando hidrógeno con oxígeno del aire. Solo generan agua y calor como subproductos, lo que proporciona una alternativa limpia a los vehículos con motor de combustión interna.

Energía estacionaria :
Las celdas de combustible se pueden utilizar como fuente de energía estacionaria para una variedad de aplicaciones, incluidos sistemas de respaldo y respaldo, instalaciones de telecomunicaciones, torres celulares, estaciones base, sistemas de administración de energía para edificios comerciales y residenciales y sistemas de generación de energía distribuida.

Electrónica portátil :
Las pilas de combustible pueden alimentar dispositivos electrónicos portátiles como ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes, tabletas y dispositivos de medición de campo. Su alta densidad de energía y su tiempo de funcionamiento prolongado los convierten en una solución atractiva para aplicaciones que requieren energía portátil y de larga duración.

Aplicaciones militares :
Las pilas de combustible se pueden utilizar en aplicaciones militares como drones, vehículos militares, equipos de vigilancia y comunicación de campo y sistemas de defensa, proporcionando energía fiable y discreta en entornos exigentes.

Aplicaciones espaciales :
En la industria espacial, las pilas de combustible se utilizan para alimentar satélites, estaciones espaciales y sondas espaciales. Su alta eficiencia, fiabilidad y bajo peso los convierten en una atractiva fuente de energía para misiones espaciales a largo plazo.

Aplicaciones industriales :
Las pilas de combustible se pueden utilizar en una variedad de aplicaciones industriales, como la cogeneración, la generación de energía distribuida, el tratamiento de aguas residuales, la generación de calor y energía para procesos industriales y la producción de hidrógeno a partir de fuentes renovables.

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