Introducción y tipos de pilas de combustible
Introducción y tipos de pilas de combustible
Energía del hidrógeno y pilas de combustible
El hidrógeno es uno de los elementos más abundantes en la tierra, pero no se puede utilizar en su forma natural Por ejemplo, en la atmósfera, el hidrógeno reacciona con el oxígeno para formar agua. El hidrógeno también se puede encontrar en muchos compuestos, como el gas natural, el metanol, el petróleo crudo, etc. Para almacenar hidrógeno para su uso como combustible se deben realizar una serie de procesos para separar estas sustancias, como se muestra en la figura.
Las pilas de combustible son pilas de energía de hidrógeno, y el hidrógeno es un combustible de alta calidad. En comparación con la misma cantidad de combustibles fósiles, su energía específica es muy alta. La energía de 1 kg de hidrógeno es 3 veces mayor que la de 1 kg de gasolina.
Una pila de combustible es un dispositivo electroquímico que convierte la energía química del hidrógeno en energía eléctrica, como se muestra en la figura. La reacción química que ocurre dentro de la celda de combustible es lo opuesto a la electrólisis del agua. La electrólisis es el proceso de dividir el agua en sus partes componentes, hidrógeno y oxígeno, mediante la aplicación de una corriente eléctrica.
Ventajas de las pilas de combustible
Las pilas de combustible producen electricidad y, dado que el hidrógeno y el oxígeno proporcionan electricidad a las pilas de combustible, las pilas de combustible en sí no producen emisiones de carbono, solo agua y calor. .
La eficiencia energética de las pilas de combustible también es mayor que la de los motores de combustión interna ordinarios. La eficiencia energética de los vehículos propulsados por motores de combustión interna es sólo del 15% al 20%, mientras que la eficiencia energética de los vehículos de pila de combustible. puede llegar a más del 40%.
Además, si una pila de combustible se utiliza como coche, tendrá muy pocas piezas móviles y será más estable.
Problemas con la aplicación de pilas de combustible en los automóviles
Aunque muchos fabricantes de automóviles han comenzado a diseñar y desarrollar vehículos de pila de combustible y apuestan por mejorar el diseño de los sistemas de pilas de combustible, ninguno Cars propulsados por pilas de combustible se pueden producir en masa. Las principales razones son el elevado coste, la falta de infraestructuras de repostaje, la falta de garantías de seguridad, la insuficiente autonomía de conducción de los vehículos, así como la escasa durabilidad y los problemas de arranque en frío, etc., que han afectado y restringido el desarrollo de los vehículos de pila de combustible.
Tipos de pilas de combustible
Existen muchos tipos de pilas de combustible La principal diferencia radica en el tipo de electrolito utilizado. Algunos electrolitos funcionan bien a temperatura ambiente, mientras que otros requieren temperaturas de hasta 900 °C para funcionar correctamente. La tabla que se muestra en la tabla muestra las pilas de combustible más comunes en la actualidad.
La pila de combustible más adecuada para automóviles es la batería PEM, también conocida como batería de membrana de intercambio de protones. Las pilas de combustible PEM deben utilizar hidrógeno como fuente de energía, ya sea hidrógeno almacenado directamente en el vehículo o hidrógeno generado a partir de otro combustible.