Pilas de Combustible

Pila de combustible

Es un mecanismo electroquímico, que convierte la energía de una reacción química directamente en electricidad. A diferencia de la pila eléctrica o la batería, esta pila no se acaba ni necesita ser recargada. Funciona siempre y cuando se le suministre combustible y un oxidante desde fuera de la pila. Una pila de combustible consiste en un ánodo, en él se inyecta el combustible, comúnmente se utiliza el hidrogeno, amoniaco o hidracina. Y un cátodo en el que se introduce el oxidante, normalmente aire u oxígeno. Los dos electrodos de la pila de combustible están separados por un combustible iónico conductor. En el caso de una pila de hidrogeno-oxigeno con un electrolito de hidróxido de metal alcalino.

La reacción del ánodo es:

2H₂ + 4OH = 4H₂O +4^e-

La reacción del cátodo es:

O₂ + 2H₂O + 4^e- = 4OH
 

Los electrones generados en el ánodo se mueven por un circuito externo que contiene la carga y pasan al cátodo. Los iones OH- generados en el cátodo son conducidos por el electrolito al ánodo, donde se combinan con el hidrogeno y forman agua. El agua que se produce en el ánodo debe ser extraída continuamente para evitar que se inunde la pila. Este tipo de pilas (hidrogeno-oxigeno) fueron utilizadas con membranas de intercambio iónico o electrolitos de ácido fosfórico en los programas espaciales Gemini y Apolo respectivamente. Actualmente se están desarrollando las pilas de combustible con electrolitos de carbonato fundido. El electrolito es sólido a temperatura ambiente, pero a la temperatura de la operación, es un líquido con iones carbonato conductores. Este sistema tiene la ventaja de utilizar el monóxido de carbono como combustible, por lo que se pueden utilizar mezclas de monóxido de carbono e hidrogeno como las que se producen en un gasificador de carbón. La temperatura relativamente elevada de operación de las pilas de combustible de carbonato fundido, facilitan la eliminación en forma de vapor de agua producida por la reacción. En las pilas de combustible de baja temperatura se deben tomar medidas para eliminar el agua liquida de la cámara del ánodo.