Asociación Colombiana de Hidrógeno y otras Energías Limpias - ACoHidrógeno

Que son, tipos (Wikipedia).
Las celdas de combustible son dispositivos de conversión electroquímica que convierten Hidrógeno (u otro combustible) en energía eléctrica sin combustión con productos resultantes únicamente: electricidad, calor y agua (otros como CO2 para otros combustibles). Su vida media es hoy del orden de 3 años o 200.000 kmts en vehiculares.

Existen diversos tipos  que describimos brevemente a continuación.

PEM (Proton exchange membrane). Esta celda basadas en una membrana de intercambio de protones requieren combustible, que se aporta como hidrógeno puro. Este tipo es actualmente el más prometedor para aplicaciones masivas (ya bastante solucionado sus problemas de uso en zonas muy frías del mundo) opera con una eficiencia del orden del 55% y trabaja a temperaturas cercanas a 80ºC. Ver descripción completa en sección “Tecnología del Hidrógeno”.

DMFC Pila de combustible de Metanol. Al igual que las PEMs, las DMFC utilizan como electrolito una membrana de polímero donde el propio ánodo catalizador extrae el hidrógeno del metanol líquido en bajas temperaturas por lo que se pueden utilizar en aplicaciones de pequeño tamaño, como teléfonos móviles, ordenadores portátiles y cargadores de baterías y en aplicaciones de tamaño medio para alimentar la electrónica de barcos o cabañas.

PAFC (Phosphoric acid fuel cells). Estas celdas de combustible de ácido fosfórico, fueron la temprana tecnología comercial desarrolladas para mediano y grande estacionario y tipo CHP (combined heat and power) Son grandes y pesadas y su costo tecnológico sigue estando alto pero siguen en desarrollo.   Operan con una eficiencia del orden del 55% y trabajan a temperaturas entre 180ºC y 210ºC.

AFC (Alkaline fuel cells) Celdas de combustible tipo alcalino. Su eficiencia es mayor 60% operando entre 60° y 90°C, pero presentan desventaja dada su alta sensibilidad al torrente gaseoso siendo necesario remover el dióxido de carbono. Se usan en aplicaciones espaciales.

MCFCs (molten carbonate fuel cells) Celda de combustible de carbonato fundidas. Estas celdas de los primeros desarrollos tienen la habilidad de consumir combustibles base carbón, hidrocarburos, biodiesel y gas natural convirtiendo directamente a electricidad, con eficiencias el orden de 55% trabajan a altas temperaturas 650ºC, pero usan un electrolito líquido que hace más corta la vida de la celda.  Se usan en industria pesada, generación eléctrica y CHP.

SOFCs (Solid oxide fuel cells) Celda de combustible de óxido sólido están construidas sobre cerámicos de alta temperatura y metales costosos desarrolladas para aplicaciones estacionarias grandes centrales eléctricas y CHP logran eficiencias del 50% y trabajan cerca de 1000ºC. Al igual que la anterior tienen la habilidad de consumir combustibles base carbón, hidrocarburos, biodiesel y gas natural convirtiendo directamente a electricidad. Son tecnología más moderna.

CCB o CCM Una celda de combustible biológica o celda de combustible microbiana es un dispositivo en el cual la energía química de un compuesto, típicamente glucosa, acetato u otras formas de materia orgánica disuelta, se convierte a energía eléctrica mediante la acción bacteriana.

Estado del arte: La información está muy diseminada y los avances más importantes y recientes no están disponibles por la confidencialidad comercial necesaria, inclusive la que está en Wikipedia es muy atrasado por lo que ha resultado más adecuado trarer el resumen de la revista de la Universidad de Pamplona Colombia donde se puede extraer el archivo pdf completo, enlace enseguida. Este trabajo presenta una conceptualización y revisión de la literatura de las pilas, células o celdas de combustible con la clasificación de estos, características y el principio de funcionamiento con una revisión de proyectos y artículos que evidencian los avances y aplicaciones del área y la industria, los documentos examinados fueron 57, estas investigaciones realizadas cubren un periodo de tiempo desde el año 2004 hasta 2018.

https://revistas.unipamplona.edu.co/ojs_viceinves/index.php/RCTA/article/view/3320/0