Las pilas de combustible comprenden una amplia variedad de aplicaciones: desde dispositivos portátiles (ordenadores, teléfonos móviles, pequeños electrodomésticos), vehículos de todo tipo (coches, autobuses, barcos), hasta sistemas estacionarios de generación de calor y energía para empresas, hospitales, zonas residenciales, etc.
Las celdas de combustible son muy útiles como fuentes de energía en lugares remotos, como por ejemplo naves espaciales, estaciones meteorológicas alejadas, parques grandes, localizaciones rurales, y en ciertos usos militares. Un sistema con celda de combustible que funciona con hidrógeno puede ser compacto, ligero y no tiene piezas móviles importantes [66].
Las celdas de combistible podría reemplazar a los motores de combustión interna en automóviles, autobuses, camiones y aún embarcaciones y locomotoras. Los beneficioes serían extraordinarios en términos de seguridad de energía, aire limpio y la creación de cientos de miles de empleos [67].
Una de las primeras celdas de combustible desarrollada fue la celda de combustible alcalina. Este tipo de celda ha generado electricidad y agua en el espacio para el programa espacial de los estados unidos desde las misiones de Apolo, en la década de 1960. Otra primitiva celda de combustible que aún se utiliza es la celda de combustible de ácido fosfórico. En este momento aún funcionan más 200 unidades de estás celdas de combustible de primera generación. La mayor parte de ellas producen electricidad para edificios, pero algunos propulsan vehículos como autobuses.
Las celdas de combustible de carbonato fundido, originariamente desarrolladas a mediados de la década de 1960, hoy en día se fabrican para uso industrial, militar y en servicios públicos. El motivo principal: funcionan a altas temperaturas, alrededor de 650 °C (unos 1200 °F). Desde la década de 1950, los investigadores han trabajado con celdas de combustible de óxido sólido. Estas celdas también funcionan
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a altas temperaturas y por ello es muy probable que se las utilice para generar electricidad destinada a edificios y servicios públicos.
La celda de combustible de membrana de electrolito polimérico, también denominada de membrana de intercambio de protones (PEM) está en desarrollo con el fin de que reemplace los motores de gasolina y diésel. Al igual que muchas de las otras celdas, en un primer momento estas celdas proporcionaron electricidad a las naves espaciales. Las celdas PEM viajaron al espacio con la misión estadounidense Gemini de la década de 1960. Estas celdas funcionan a una temperatura relativamente baja de 100 °C (212 °F), por lo que obtienen una capacidad operativa total bastante rápidamente, algo muy importante para su uso en transportes [68].
1959, un equipo encabezado por Harry Ihrig construyó un tractor basado en un celda de combustible de 15 Kilovatios para Allis-Chalmers. En este año Bacon y sus colegas mostraron una de 5 KW capaz de accionar en máquina de soldudura.
1960, patentes de Bacon licenciadas por el fabricante de motores de aviación Pratt y Whitney fueron utilizadas en los Estados Unidos en su programa espacial para proveer de electricidad y de agua potable a los astronautas (hidrógeno y oxígeno que está facilmente disponible de los ataques de la nave espacial).
1993, se desarrolló el primer vehículo comercial con pila de combustible por la empresa canadiense Ballard, utilizando la tecnología PEM.
2007, las celdas de combustible se comerzializan para las aplicacioenes estacionarias y auxiliares.
2008, Honda comienza la venta de un vehículo eléctrico basado en pila de combustible.
2009, Panasonic fue la primera empresa en el mundo en vender la pila de combustible para uso doméstico. Desde su lanzamiento ha vendido 31000 unidades en Japón (hasta septiembre de 2013).
2013, se presenta una pila de combustible que podría representar la transición a las pilas asequibles. La empresa británica "ACAL Energy" ha desarrollado
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una pila de combustible que ha logrado un tiempo de ejecución de 10000 horas en las pruebas de resistencia de una pila de combustible utilizando su tecnología FlowCath. A diferencia del diseño de una pila de combustible convencional de hidrógeno, la tecnología FlowCath de ACAL no se basa en el platino como catalizador, ofreciendo así una alternativa de coste potencialmente menor. El platino ha sido sustituido por un catalizador líquido patentado que actúa como refrigerante y catalizador para las células y mejora radicalmente la durabilidad de la pila de combustible al tiempo que reduce el coste del sistema.
Desventajas
Disponibilidad de hidrógeno almacenamiento y distribución. Los materiales con los que se fabrican las celdas son costosos. Ventajas
Producen cantidades mucho más pequeñas de gases de efecto invernadero y ninguno de los contaminantes del aire que crean el smog y causan problemas de salud.
Si se utiliza hidrógeno puro como combustible, pilas de combustible emiten sólo agua y calor como subproducto. las pilas de combustible impulsados por hidrógeno son también la energía mucho más eficiente que las tecnologías de combustión tradicional.
Al no tener partes en movimiento son muy silenciosas.
No usa la combustión como mecanismo de generación de energía, lo que la hace prácticamente libre de contaminación. La energía producida es 100% limpia, ya que el único producto que se obtiene es agua o vapor de agua dependiendo de la temperatura de operación del dispositivo.
Pueden conectarse en paralelo para suplir cualquier requerimiento energético. Las celdas de combustible individuales pueden combinarse para producir motores más potentes impulsados por ejemplo a hidrógeno.
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Pueden ser fabricadas de distintos tamaños y para distintas aplicaciones que van desde su uso en telefonía celular, hasta el uso de éstas para impulsar automóviles.
El hidrógeno puede obtenerse fácilmente por electrólisis del agua. Estos equipos de electrólisis se pueden alimentar de energía eléctrica obtenida por paneles fotovoltaicos o aerogeneradores.
El aspecto económico también es de gran relevancia, los precios de las celdas de combustible no son altos cuando se los compara con los gastos anuales de electricidad y gas natural, con lo que su compra se amortiza en pocos meses. Con respecto a los costos de mantenimiento, éstos se consideran mínimos o casi nulos.
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