NUEVAS FORMAS DE ENERGÍA

Funcionamiento Pilas de Combustible o Pilas de Hidrógeno

Las pilas de combustible, también llamadas Pilas de Hidrógeno o Células de Combustible (del inglés Fuel Cells) son sistemas electroquímicos en los que la energía de una reacción química se convierte directamente en electricidad.

A diferencia de la pila eléctrica o batería, una pila de combustible no se acaba ni necesita ser recargada; funciona mientras el combustible y el oxidante le sean suministrados desde fuera de la pila. Una pila de combustible consiste en un ánodo en el que se inyecta el combustible – hidrógeno en este caso - y un cátodo en el que se introduce un oxidante – normalmente aire u oxígeno. Los dos electrodos de una pila de combustible están separados por un electrólito iónico conductor.

Su principio de funcionamiento es inverso al de una electrólisis. Por ejemplo, en la electrólisis del agua, se separa este compuesto en sus dos componentes, hidrógeno y oxígeno, mientras que en una pila de combustible se obtiene energía mediante la reacción entre ambos gases:

Instituto de Energías Renovables de España: Funcionamiento de la Pila de Combustible.

Según el tipo de pila de combustible, se obtienen eficacias entre un 35 % hasta un 60 %. El problema actual reside en la duración de las pilas y en los costes. Aunque las pilas de combustible se conocen hace más de 150 años, sólo en las últimas dos décadas han sido reconocidas como una de las tecnologías más prometedoras de producción de energía. No obstante, aun se está investigando en la resolución de aspectos técnicos que afectan a la corrosión y fiabilidad de algunos de los componentes.

Los sistemas de pilas de combustible se caracterizan por sus reducidas emisiones. Si solo se utiliza hidrógeno (derivado de fuentes renovables) como combustible en las celdas, se obtendrá vapor de agua y electricidad .  Considerando que sus eficacias son potencialmente superiores a las de los motores de combustión interna, las emisiones de dióxido de carbono se verían además reducidas.

La eficacia de estos dispositivos no depende del tamaño como sucede en otros sistemas energéticos. Este hecho permite su aplicación en sistemas de energía miniaturizados y portátiles. Su eficacia es potencialmente superior a cualquier otro sistema, haciendolas particularmente atractivas para aplicaciones estáticas de alta o baja energía, ya están siendo utilizadas como sistemas de back-up en hospitales, industrias y estaciones de transmisión de telefonía móvil. Además, las celdas de combustible suponen actualmente una esperanza real dentro del mercado del transporte.

Las pilas de combustible alimentadas por hidrógeno son silenciosas y, además de electricidad y calor, sólo producen agua como residuo. El cambio paulatino de vehículos con motores de combustión interna por vehículos de motor eléctrico alimentados por pilas de combustible hará por tanto de nuestras ciudades lugares más saludables y silenciosos. Aunque estos vehículos eléctricos todavía no son rentables, en todos los países industrializados se están llevando a cabo esfuerzos de financiación de proyectos de demostración, en Europa principalmente vehículos para transporte urbano.

 En Forschung und Technik, filial de BMW especializada en desarrollos de energías alternativas, tecnología y eficiencia, han avanzado sustancialmente con otros expertos en éste campo con un depósito modular (hecho por partes), que optimiza el almacenamiento y reduce el peso respecto al clásico tanque de acero.

Esta hecho de un material compuesto, tiene tecnología aeroespacial y han trabajado otros fabricantes y personal de prestigiosas universidades. Parece que el “invento” promete. Ocupa menos espacio que un depósito cilíndrico y dará más facilidades a los diseñadores para integrarlos en las carrocerías.

La cubierta incluye los sistemas auxiliares, asi que su mantenimiento se simplifica. Según el director de esta empresa, con sólo 10 kilogramos de H₂ líquido se podría alimentar el motor de un futuro vehículo durante 500 kilómetros o más. El coste del proyecto ha sido de 18,7 millones de euros, de los cuales la UE ha financiado 10,7 millones de euros.

  SISTEMAS HHO:QUÉ SON Y PARA QUE SE VENDEN

Si nos informamos un poco en la red descubrimos que es un tema muy recurrente y que multitud de empresas lo ofrecen como una solución, muy demandada en estos días en que los combustibles están por las nubes, para ahorrar en el consumo de motores de combustión interna e incluso en calderas de gasoil. 

Son sistemas que, mediante electrolisis, que consiste en descomponer el agua (H2O) en sus dos componentes, para luego, añadidos al combustible, obtener un ahorro del mismo de hasta el 30%.

*La Asociación española del hidrógeno (AeH2) y la Plataforma Tecnológica Española del Hidrógeno y de las Pilas de Combustible (PTE HPC) http://www.aeh2.org/index.php?option=com_content&view=article&id=167.

RIESGOS

• Hidrógeno y oxígeno (combustible y comburente) juntos, implica gran riesgo de incendio y explosión.

• Apagallamas, antiretornos ¿fiables?.

• En capó, riesgo de acumulación. En maletero, aún peor.

• Instalación por particulares, gran riesgo por uniones eléctricas.

• Vibraciones => riesgo fugas.

• Combustibles gaseosos, suponen más riesgos. Una estufa de butano requiere revisión por instalador autorizado para 0,5 m tubo.

• Potasa, álcali fuerte, es tóxica y corrosiva: gafas, guantes, mascarilla.

• ¿Cómo se controla concentración y temperatura? Grandes riesgos si se calienta.

• Arrastres de potasa, corrosivos para el motor. 

• Manipular sonda lambda, gran riesgo de estropear regulaciones, empeorar consumo y emisiones, deterioro motor.

• Inyecta HHO sin pisar acelerador, menos retención motor. Pensar en un autobús o camión bajando una pendiente o una montaña.

ASPECTOS LEGALES

• En España, donde cambiar el parachoques requiere proyecto de reforma, parece evidente que la instalación de un HHO tendrá “dificultades” para pasar una ITV.

• RD 866/2010, de 2 de julio, regula las reformas en vehículos. Se requiere:

1- Proyecto técnico.

2- Informe de conformidad de servicio técnico de reformas, o fabricante.

3- Certificado del taller.

VEHÍCULOS PROPULSADOS POR AIRE COMPRIMIDO

Es fundamentalmente un medio de transporte propulsado por un motor neumático. Aunque la idea no es nueva ni mucho menos, lleva años en desarrollo por una empresa, +mdi.lu (Moteur Developpment International) que propone un rango de vehículos desarrollados en un concepto idéntico, hechos a partir de MiniCATs y CityCATS. Según se desprende de su página oficial, tienen un contrato con TATA motor para el desarrollo conjunto y posterior comercialización de esta tecnología aplicada a la automoción.

EL ECONOMISTA.ES

"La firma automovilística +tatamotors.es/ ha decidido llevar a producción el automóvil de aire comprimido a partir del concepto del que ya hablamos en +Ecomotor.es. El Airpod, como ha sido bautizado este peculiar coche, promete revolucionar la movilidad urbana con una autonomía de 220 kilómetros (menos de la prevista por el citado prototipo) y una velocidad de 70 km/h.

Se trata de un pequeño automóvil, similar al vagón de un funicular, que tiene dos amplias ventanas laterales y una frontal que se une a un techo solar y que posee las funcionalidades de cualquier vehículo, aunque la compañía india no ha adelantado muchos datos acerca de sus futuras especificaciones técnicas.

Lo más interesante es su tanque de aire comprimido, de 175 litros de capacidad y 350 bares de presión, que se puede recargar en estaciones especializadas o mediante un motor eléctrico en un sistema de automoción híbrido. Además, el equipo de ingenieros de Tata contempla la opción de que en el frenado el automóvil recupere parte de la energía en el frenado.

El desarrollo técnico del prototipo está bastante avanzado, pero la compañía asegura que el gran reto es encontrar una forma de comercializar el producto. Aunque los automóviles de aire comprimido son un proyecto que ya lleva varios años esbozado en la industria de coches ecológicos, la compañía india ha avanzado varios pasos por delante de sus competidoras.

Sin embargo, después de tres años de intenso desarrollo, precisa que se halla ya en la siguiente fase de producción de la gama AirPod y ahora busca formas de comercialización del producto. Tata asegura que en los próximos años se verá una gama de AirPod circulando por las ciudades."

Elf Velomobile

La empresa Organic Transit, de Carolina del Norte (USA) ha creado un nuevo concepto de vehículo que combina los elementos de un coche eléctrico y las virtudes de la bicicleta.

Este modelo de vehículo con tres ruedas delante y una detras se lanza al mercado con un precio de salida de 4000$. Si bien los pedales funcionan igual que los de una bicicleta, el motor se activa por medio de un acelerador de mano similar al de una motocicleta. El vehículo funciona con una batería de litio de 480 Watios que se recarga en dos horas enchufado a la pared o bien lentamente, a lo largo del día, por medio de paneles solares.