Coches de pila de combustible de hidrógeno
Una pila de combustible de hidrógeno utiliza la energía química del hidrógeno para producir electricidad. Es una forma de energía limpia cuyos únicos productos y subproductos son la electricidad, el calor y el agua. Las pilas de combustible ofrecen una gran variedad de aplicaciones, desde el transporte hasta la alimentación de emergencia, y pueden alimentar sistemas tan grandes como una central eléctrica o tan pequeños como un ordenador portátil.
Las pilas de combustible ofrecen ventajas sobre las tecnologías tradicionales basadas en la combustión, como una mayor eficiencia y menores emisiones. Como las pilas de combustible de hidrógeno sólo emiten agua, no hay emisiones de dióxido de carbono ni otros contaminantes a la atmósfera. Las pilas de combustible también son silenciosas durante su funcionamiento, ya que tienen menos piezas móviles que las tecnologías de combustión.
TWI tiene experiencia en hidrógeno, incluido su uso para propulsar vehículos. Entre otros proyectos, hemos trabajado en un tanque de combustible de hidrógeno para el futuro de las comunicaciones, y hemos ayudado a desarrollar un sistema de supervisión para mejorar la seguridad de los tanques de almacenamiento de combustible de hidrógeno.
Las pilas de combustible de hidrógeno generan electricidad mediante una reacción química. Cada pila de combustible tiene dos electrodos: un ánodo negativo y un cátodo positivo. La reacción para producir la electricidad se produce en estos electrodos, con un electrolito que transporta partículas cargadas eléctricamente entre ellos y un catalizador para acelerar las reacciones.
¿Cómo funciona una pila de combustible de hidrógeno?
Las pilas de combustible de hidrógeno producen electricidad combinando átomos de hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno reacciona con el oxígeno a través de una célula electroquímica similar a la de una batería para producir electricidad, agua y pequeñas cantidades de calor. Existen muchos tipos diferentes de pilas de combustible para una amplia gama de aplicaciones.
¿Cuáles son los pros y los contras de las pilas de combustible de hidrógeno?
Células de combustible de hidrógeno
Ventajas: No hay más emisiones que el vapor de agua. Ahorro de combustible equivalente al doble de los vehículos de gasolina. El hidrógeno es abundante y puede fabricarse a partir de energías renovables. Contras: Esta tecnología de la era espacial es cara.
¿Qué es la pila de combustible de hidrógeno?
Una pila de combustible de hidrógeno es un generador de energía electroquímica que combina hidrógeno y oxígeno para producir electricidad, con agua y calor como subproductos. En pocas palabras, las pilas de combustible de hidrógeno generan energía que puede utilizarse para alimentar cualquier cosa, desde vehículos comerciales hasta drones.
Vehículo de pila de combustible de hidrógeno
Los vehículos de pila de combustible de hidrógeno (FCV) son similares a los vehículos eléctricos (EV) en el sentido de que utilizan un motor eléctrico en lugar de un motor de combustión interna para impulsar las ruedas. Sin embargo, mientras que los VE funcionan con baterías que deben enchufarse para recargarse, los VFC generan su electricidad a bordo. En una pila de combustible, el gas hidrógeno (H2) del depósito del vehículo se combina con el oxígeno (O2) del aire para generar electricidad con sólo agua y calor como subproductos del proceso.
Varios fabricantes de automóviles están vendiendo o alquilando vehículos de este tipo en determinados mercados, principalmente en California, donde ya existen algunas estaciones de servicio de hidrógeno. La infraestructura de hidrógeno también está apareciendo en otros lugares del país. Se están planificando o construyendo estaciones en el noreste y en Hawái, y los autobuses de transporte de pila de combustible ya circulan por las calles de ciudades como Boston (Massachusetts) y Flint (Michigan). Hay planes para ampliar la oferta de vehículos de pila de combustible en los próximos años, a medida que la infraestructura crezca y la tecnología siga madurando.
¿Qué eficacia tiene una pila de combustible de hidrógeno?
El debate entre las pilas de combustible de iones de litio y de hidrógeno
El hidrógeno requiere casi tanta energía para su producción como la que proporciona. La clasificación CE (eficiencia energética) del hidrógeno se sitúa en torno al 60%. Las baterías de iones de litio son la forma más eficiente de suministrar energía a las flotas de equipos, con una calificación CE de ~ 99%.
¿Cuál es la desventaja de las pilas de combustible de hidrógeno?
Desventajas del uso de pilas de combustible en los coches
el hidrógeno se encuentra en estado gaseoso a temperatura y presión ambiente, por lo que es difícil de almacenar en el coche. las pilas de combustible y los motores eléctricos son menos duraderos que los motores de gasolina y diésel, por lo que no son tan duraderos. las pilas de combustible son muy caras.
¿Cómo se recarga una pila de combustible de hidrógeno?
Repostar un FCV de hidrógeno es similar a llenar el depósito de gasolina. Basta con conectar una boquilla de un dispensador de hidrógeno designado en una estación pública y llenar el depósito. Los tiempos de repostaje también son similares: Los FCV pueden repostar en tan sólo 5 minutos.
Pilas de combustible
En muchos aspectos, las pilas de combustible son similares a las baterías, como las que se pueden encontrar en un coche o en un dispositivo electrónico portátil como un reproductor de MP3. Sin embargo, hay algunas diferencias importantes entre las baterías y las pilas de combustible.
Al igual que una batería, una pila de combustible con un suministro de hidrógeno y oxígeno puede utilizarse para alimentar dispositivos que utilizan electricidad. Mientras que tanto las baterías como las pilas de combustible convierten la energía química en energía eléctrica, las baterías almacenan esta energía química dentro de la propia batería. Esto significa que una batería se agotará, o necesitará recargarse, cuando ya no haya suficiente energía química almacenada para producir suficiente electricidad para alimentar el dispositivo conectado a la batería. En lugar de almacenar energía química en su interior, una pila de combustible de hidrógeno recibe un suministro de energía química del exterior. Esta energía química se almacena en el hidrógeno que se suministra al ánodo de la pila de combustible. Una pila de combustible de hidrógeno consume esencialmente hidrógeno y oxígeno. Cuando a una pila de combustible se le suministra continuamente hidrógeno y oxígeno, y se elimina el agua resultante, la pila de combustible puede generar electricidad.
¿Cuánto dura una pila de combustible de hidrógeno?
Las pilas de combustible están diseñadas para durar toda la vida útil del vehículo, entre 150.000 y 200.000 millas. Al final de su vida útil, la pila de combustible se desmontará y los materiales se reciclarán, de forma similar a lo que ocurre con los componentes de los vehículos en la actualidad. Una pila de combustible tiene el tamaño aproximado de una maleta de ruedas.
¿Puedo alimentar mi casa con una pila de combustible de hidrógeno?
El oxígeno se libera y el hidrógeno se almacena en la «esponja» de hidruro metálico patentada por LAVO. El hidrógeno gaseoso se vuelve a convertir en electricidad cuando se necesita, mediante una pila de combustible. … El sistema puede almacenar unos 40 kilovatios-hora de electricidad, suficiente para alimentar una vivienda media durante dos días.
¿Qué pasa con los coches de hidrógeno?
Los dos principales peligros de las pilas de combustible y los vehículos impulsados por hidrógeno son el peligro de descarga eléctrica y la inflamabilidad del combustible. Las pilas de combustible alimentan los vehículos combinando electroquímicamente el gas hidrógeno (H2) y el oxígeno (O2) del aire circundante en agua (H20) y energía eléctrica.
Ventajas y desventajas de las pilas de combustible
Para convertir el hidrógeno (H2) en electricidad se necesita una pila de combustible; en sentido estricto, se trata de una pila de combustible de hidrógeno-oxígeno. También se suele denominar simplemente «pila de combustible de hidrógeno». En lo sucesivo, «pila de combustible» y «pila de combustible de hidrógeno» se utilizan como sinónimos. En las pilas de combustible de hidrógeno, el hidrógeno sirve de combustible y el oxígeno (O2) de oxidante. Al convertir la energía química directamente en energía eléctrica y calor, las pilas de combustible de hidrógeno tienen una eficiencia significativamente mayor que las centrales eléctricas convencionales.
En combinación con un sistema de almacenamiento de combustible y reciclaje de hidrógeno, los sistemas de pilas de combustible permiten generar energía sin contaminación. El espectro de potencia de las pilas de combustible de hidrógeno va desde el rango de sub-kW de las pilas individuales hasta el rango de MW en forma de centrales eléctricas virtuales. El campo de aplicación de las pilas de combustible de hidrógeno abarca desde el suministro de calor y electricidad en edificios hasta aplicaciones fuera de la red y la propulsión de vehículos, aviones y barcos. Las pilas de combustible son cada vez más importantes, sobre todo debido a los debates sobre el papel del hidrógeno en la e-movilidad.