Piles de combustible

Les Piles de Combustible

Una pila de combustible és: un generador electroquímic d'energia on el treball elèctric s'obté a partir d'una reacció química  que només es produeix en un determinat sentit i a la qual els reactius (combustible i oxidant) es troben a l'exterior de la pila.  El treball es produeix mentre hi hagi flux dels reactius. Els reactius típics utilitzats en una cel·la de combustible són hidrogen en el costat de l'ànode i oxigen en el costat del càtode (si es tracta d'una cel·la d'hidrogen). Per altra banda les bateries convencionals consumeixen reactius sòlids i, una vegada que s'han esgotat, ha d'ésser eliminada o recarregada amb electricitat. Generalment, els reactius "flueixen cap a dintre" i els productes de la reacció "flueixen cap a fora".

Tipus:

Nom	Electròlit	Rang	Temperatura de treball	Eficiència elèctrica	Estat
Pila de combustible reversible					Kit per l'ensenyament
Blue Energy	membrana de polietilè	Superior a 250 kW			Investigació
Pila de combustible biològica (MFC)
Pila de combustible de zinc
Bateria de fluxe					Investigació
Pila de combustible alcalina (AFC)	solució alcalina	de 10 a 100 kW	inferior a 80 °C	Cel·la: 60–70% Sistema: 62%	Comercialitzant-se/ Investigació
Pila de combustible de membrana d'intercanvi de protons (PEM FC)	membrana polimèrica(ionòmer)	de 0,1 a 500 kW	70–200 °C,	Cel·la: 50–70 % Sistema: 30–50 %	Comercialitzant-se/ Investigació
Pila de combustible directa de borhidrur (DBFC)	solució alcalina NaOH		70 °C		Investigació
Pila de combustible d'àcid fòrmic (FAFC)	àcid fòrmic		90–120 °C		Investigació
Pila de combustible directe de metanol (DMFC)	membrana polimérica	de pocos mW a 100 kw	90–120 °C	Cel·la: 20–30 %	Comercialitzant-se/ Investigació
Pila de combustible directe d'etanol (DEFC)					Investigació
Pila de combustible d'àcid fosfòric (PAFC)	Àcid fosfòric	Superior a 10 MW	200 °C	Cel·la: 55 % Sistema: 40 %	Comercialitzant-se/ Investigació
Pila de combustible de carbonat fos (MCFC)	Carbonat-Alcalí Fos	100 MW	650 °C	Cel·la: 55 % Sistema: 47 %	Comercialitzant-se/ Investigació
Pila de combustible de ceràmica protònica (PCFC)	ceràmica		700 °C		Investigació
Pila de combustible d'òxid sòlid (SOFC)	Electròlit de ceràmica oxidada	Superior a 100 MW	800–1000 °C	Cel·la: 60–65 % Sistema: 55–60 %	Comercialitzant-se/ Investigació

Estat de la Tecnología:

Avantatges:

• Alta resistencia a la compressió
• Fàcil manipulació
• Vida llarga i útil
• Insoluble a fluits bucals
• Econòmic

Desavantatges:

• Irritant pulpar
• Temps curt de treball

Relació amb l'Economia:

Les cel·les de combustible solen ser considerades molt atractives per a utilitzacions modernes per la seva eficàcia alta i idealment (vegeu energies renovables) lliures d'emissions, en contrast amb combustibles actualment més comuns, com poden ser el metà o gas natural, que generen diòxid de carboni. Gairebé el 50% de tota l'electricitat produïda als Estats Units ve del carbó. El problema és que el carbó és una font d'energia relativament bruta (segons el tipus de carbó). Si l'electròlisi (un procés que necessita electricitat) s'utilitza per a crear l'hidrogen usant energia de les centrals elèctriques, en realitat s'està creant el combustible hidrogen a partir de carbó. Tot i que la cel·la de combustible emet solament calor i aigua com residus, el problema de la contaminacio encara estarà present en les centrals elèctriques.

Un acostament integral ha de considerar els impactes d'un escenari ampli de l'hidrogen. Això fa referència a la producció, a l'ús i a la disposició de la infraestructura i dels convertidors de l'energia.  Les reserves del món del platí són insuficients per poder donar suport a una conversió total de tots els vehicles a cel·les de combustible: una introducció significativa de vehicles amb l'actual tecnologia, per tant, només aconseguiria que el valor comercial de platí s'elevés i les seves reserves descendissin.