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CRISTIAN D. ARIAS

ING.TOPOGRÁFICA

CELDAS DE COMBUSTIBLE

HISTORIA

HISTORIA

1838El profesor suizo Friedrich Schönbein, Universidad de Bâle, descubre el principio de operación de la celda de combustible.

1839El físico y abogado británico William Grove, pone práctica la primera celda basada en el proceso reversible de la electrolisis separando las partículas de hidrógeno y del agua.

1945Grupos de investigación de USA, Alemania y Rusia, realizaron estudios para mejorar el desarrollo de los generadores con propósitos industriales. Francis Bacon pone en práctica una FC de 5kW EN 1959.

1960-1970La NASA, emplea las celdas de combustible alcalinas en los proyectos Geminis y Apollo, con el fin de producir electricidad y agua potable en el sistema de transporte espacial.

¿QUÉ SON?

¿QUÉ SON LAS CELDAS DE COMBUSTIBLE?

Las Celdas de Combustible, FC (Fuel Cell) son dispositivos electroquímicos que transforman la energía producida en una reacción química, en energía eléctrica.

AVANCES CON CELDAS DE COMBUSTIBLES

PRINCIPIO

FÍSICO

Las celdas de combustible se basan en reactores electroquímicos donde la energía química se convierte en electricidad, sin mediar proceso alguno de "combustión". El dispositivo es muy simple: está formada por dos electrodos separados por un electrolito (un material especialmente tratado que permite el paso de iones -átomos cargados positiva o negativamente- pero no de electrones). En el electrodo negativo (ánodo) tiene lugar la oxidación del combustible (normalmente hidrógeno aunque puede ser metanol u otros) y en el positivo (cátodo), la reducción del oxígeno del aire.

Así, una de las reacciones más simples que se pueden dar en una celda es que el oxígeno y el hidrógeno se combinen para formar agua y producir energía eléctrica y calor.

Reacción en el ánodo 2H2 ---------- 4H+ + 4e-

Reacción en el cátodo O2 + 4H+ + 4e- --------- 2 H2O

TIPO

FÍSICO

Clasificación:

-FC de Membrana para Intercambio de Protones (PEMFC)

-FC Alcalina (AFC)

-FC de Ácido Fosfórico (PAFC)

-FC Carbonato Fundido (MCFC)

-FC de Metanol Directo (DMFC)

-FC de Óxido Sólido: Temperatura Intermedia (ITSOFC) y Tubulares de Óxido Sólido (TSOFC).

VENTAJAS

& DESVENTAJAS

VENTAJAS

  • No produce contaminación del aire. La contaminación es mínima cuando lo incorporan.
  • Instalación modular según los requerimientos de la carga.
  • Excelente fiabilidad.
  • Teóricamente 100% de eficiencia, aunque cae a 80% con el incremento de la temperatura.
  • Gran eficiencia en sistemas de baja potencia.
  • La eficiencia permanece constante aún ante baja demanda de carga.
  • Excelente respuesta dinámica de salida.
  • Costos reducido de mantenimiento y pocas partes móviles.
  • Operación silenciosa o prácticamente sin ruido.

VENTAJAS

& DESVENTAJAS

DESVENTAJAS

  • Costo elevado en unidades comerciales.

  • Tecnología no familiar en la industria de generación.

  • Con poca infraestructura.

APLICACIONES EN COLOMBIA

APLICACIONES EN COLOMBIA

LAS APLICACIONES DE LAS CELDAS DE COMBUSTIBLES SE PUEDEN DIVIDIR EN LAS SIGUIENTES AREAS:

  • INDUSTRIA MILITAR.

  • DISPOSITIVOS PORTÁTILES.

  • ABASTECIMIENTO ENERGÉTICO.

  • TRANSPORTE.
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