Pila de combustible
Dispositivo electroquímico que convierte la energía química del hidrógeno u otro combustible directamente en electricidad y calor, sin combustión.
Una pila de combustible funciona como un electrolizador al revés: el hidrógeno se oxida en el ánodo, los iones atraviesan un electrolito y el oxígeno se reduce en el cátodo, formando agua. La tensión teórica de la celda es de 1,23 V; con carga, las celdas reales trabajan a 0,6–0,8 V.
Tipos principales:
- PEMFC: 60–80°C, catalizador de platino, arranque rápido; se usa en vehículos eléctricos de pila de combustible y autobuses. Rendimiento del sistema del 50–60 % a carga parcial, menor a plena potencia.
- SOFC: 600–1.000°C, puede funcionar con gas natural o biogás mediante reformado interno; rendimiento eléctrico del 55–65 % y más del 85 % total con recuperación de calor en cogeneración.
- MCFC y PAFC: generación estacionaria a escala de cientos de kW a MW.
- AFC: alcalinas, usadas históricamente en naves espaciales.
El rendimiento de ida y vuelta del hidrógeno, de electricidad a hidrógeno y de vuelta a electricidad en una pila de combustible, es solo del 30–40 %, frente al 85–90 % de las baterías de iones de litio, lo que limita el hidrógeno al almacenamiento de larga duración y estacional. Las pilas PEM para vehículos apuntan a 8.000 horas (turismos) y a 25.000–30.000 horas (vehículos pesados). Corea del Sur, Japón y Estados Unidos concentran la mayor parte de la potencia estacionaria de pilas de combustible instalada; Corea del Sur supera 1 GW.
Términos relacionados
Todos los términos →- Electrolizador
Dispositivo electroquímico que usa corriente eléctrica para separar el agua en hidrógeno y oxígeno; es el equipo central de la producción de hidrógeno verde.
- Hidrógeno verde
Hidrógeno producido separando el agua en un electrolizador alimentado con electricidad renovable, con emisiones directas de CO2 casi nulas.
- Vehículo eléctrico de pila de combustible (FCEV)
Vehículo eléctrico que genera su electricidad a bordo a partir de hidrógeno en una pila de combustible y solo emite vapor de agua por el escape.
- Rendimiento de ida y vuelta
La parte de la energía introducida en un sistema de almacenamiento que se recupera en la descarga, medida en un límite definido (celda, lado DC o conexión AC a la red).
- Cogeneración (CHP)
Producción simultánea de electricidad y calor útil a partir de un mismo combustible, con rendimientos totales del 75–90 % frente al 35–60 % aproximado de las centrales que solo generan electricidad.