Celdas de Combustible: Hidrógeno 

Las celdas de combustible son una intrigante tecnología promocionada como una alternativa a los combustibles fósiles para alimentar a todo tipo de dispositivos mecánicos.
Las celdas de combustible producen electricidad mediante una reacción química. Convierten hidrógeno y oxígeno en agua, produciendo calor y agua, explica el sitio web Cómo Funcionan las Cosas.
Aunque hay muchos tipos de celdas de combustible y cada una de ellas es diferente en su funcionamiento, todas toman el hidrógeno y lo ionizan, otorgándole una carga eléctrica positiva.

Tal como lo explica el Museo Natural Smithsonian de Historia de Estados Unidos:

Cada celda de combustible tiene dos electrodos, uno positivo y uno negativo, llamados, respectivamente, ánodo y cátodo. Las reacciones que producen electricidad tienen lugar en los electrodos. Cada celda de combustible también tiene un electrolito, que lleva eléctricamente las partículas cargadas de un electrodo a otro, y un catalizador, que acelera las reacciones en los electrodos.

El ánodo es donde se eliminan los electrones de hidrógeno, dándole una carga eléctrica positiva. El oxígeno entra al cátodo. La corriente creada se dirige fuera de la celda, pero debido a cómo se comporta la electricidad, vuelve de nuevo a la celda, lo que completa un circuito.

En algunas celdas, el oxígeno se combina con los electrones que regresan de este circuito y con los iones de hidrógeno en el electrolito. Solamente los iones adecuados pueden pasar entre el ánodo y el cátodo, permitiendo que ocurra la reacción química apropiada. En otras celdas de combustible, el oxígeno recoge electrones y atraviesa el electrólito hacia el ánodo y se combina con los iones de hidrógeno. Finalmente, ambos tipos de celdas producen agua que drena de la celda.


La celda de combustible normalmente crea tensión de corriente continua, que puede alimentar motores u otros elementos que requieren electricidad. Para lograr esto, una sola celda de combustible no puede trabajar en forma aislada. Se utiliza un grupo de celdas, que se conoce con el nombre de pila.
A diferencia de una batería, que es otro tipo de dispositivo de conversión de energía electroquímica, en lugar de almacenar una cantidad finita de productos químicos, los productos químicos necesarios para una reacción en una celda de combustible están ingresando continuamente en la celda. Nunca se puede agotar una celda de combustible. Una batería sí puede… hasta que sea recargada.


Complemento del Tratamiento de Aguas Residuales
Como un complemento del tratamiento de aguas residuales, la celda de combustible microbiana resulta de gran interés.
Hydrogen Fuel News explica:

Las celdas de combustible microbianas son una variante de las celdas de combustible de hidrógeno. Estos sistemas de energía utilizan bacterias para consumir residuos orgánicos y producir gas metano o hidrógeno. Los gases producidos por las bacterias se utilizan luego en la celda de combustible para producir electricidad. Las celdas de combustible microbianas son muy interesantes debido a su capacidad para abordar dos temas al mismo tiempo, energía y desechos y hacerlo en forma muy eficiente.

 

Las celdas de combustible microbianas son particularmente prometedoras en instalaciones de tratamiento de aguas residuales dado que son plantas que tradicionalmente consumen una gran cantidad de electricidad. Con las celdas de combustible microbianas, las aguas residuales podrían ser la materia prima para la producción de electricidad.

Los investigadores de la Universidad Estatal de Pensilvania están entre un número personas pertenecientes a organizaciones del mundo que están trabajando en la creación de celdas de combustible estacionarias en las que las bacterias se alimenten de materia orgánica proveniente de las aguas residuales para producir electrones y crear electricidad.
Otro enfoque, del Centro Nacional Irvine de Investigaciones en Celdas de Combustible de la Universidad de California, usa las aguas residuales provenientes del Distrito de Saneamiento del Condado de Orange en Fountain Valley, California, para producir hidrógeno. En la actualidad, la operación produce suficiente combustible para 30 vehículos que funcionan con celdas de combustible, o aproximadamente 120 kg de hidrógeno.


Iniciativa de Combustible de Hidrógeno

La investigación de la tecnología de celdas de combustible tuvo un impulso significativo en los Estados Unidos en el año 2003 a través de la Iniciativa de Combustible de Hidrógeno y su posterior legislación federal. Hasta la fecha se han invertido por lo menos 1.000 millones de dólares en investigación y desarrollo, solamente en Estados Unidos.
Aunque las celdas de combustible microbianas son de hecho una tecnología atractiva, han sido lentas para salir del laboratorio e ingresar en el mercado comercial. Algunos científicos están trabajando para darles una escala mayor de forma tal que puedan ser utilizadas en plantas de tratamiento de aguas residuales para la generación de electricidad y desalinización de agua de mar. Los investigadores están interesados en lograr que la tecnología de celdas de combustible sea más eficiente y rentable de usar, lo que podría contribuir a su adopción.

By Linda Dailey Paulson.

Fuente: https://www.rwlwater.com/como-funciona-una-celda-de-combustible/?lang=es

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s