Pila de combustible: esto es y para esto sirve

Una pila de combustible es un dispositivo capaz de transformar la energía química en energía eléctrica directamente, sin pasos intermedios. Para ello utiliza un combustible, un comburente y tres elementos principales: el electrodo, el electrolito y las placas bipolares.

Cómo funciona una pila de combustible

Para que la pila de combustible transforme la energía química en electricidad, es necesaria la intervención de un combustible y un comburente. El combustible utilizado suele ser el hidrógeno, mientras que el comburente acostumbra a ser el oxígeno.

Además, se hace necesaria la intervención de tres elementos que conforman la pila de combustible:

• Electrodos: el ánodo y el cátodo, encargados de generar la reacción de reducción y oxidación. Puedes conocerlos en profundidad aquí.
• Electrolito: es una sustancia que contiene iones. Es la que permite el intercambio de los mismos entre el ánodo y el cátodo.
• Placas bipolares: estas placas separan las celdas de la pila de combustible, dirigen los gases generados y evacúan el agua, elementos todos ellos producto final del proceso conjuntamente con la electricidad.

Así es el Toyota Mira de pila de combustible de hidrógeno.

Tipos de pila de combustible

Como ocurre con las baterías, las pilas de combustible pueden clasificarse en función del electrolito utilizado para su funcionamiento.

Las más habituales son las siguientes:

• Membrana de polímero sólido (PEMC): trabaja a menor temperatura, ofrece un arranque rápido y sufre baja corrosión, lo que propicia un menor mantenimiento.
• Ácido fosfórico (PAFC): su principal ventaja es que puede funcionar con hidrógeno impuro. Suele ser utilizada para generar electricidad distribuida y calor.
• Solución alcalina (AFC): es más eficiente y la reacción en el cátodo se produce con mayor celeridad. Se usa principalmente en aplicaciones espaciales.
• Carbonatos fundidos (MCFC) y óxido sólido (SOFC): se utilizan en las mismas aplicaciones que la de solución alcalina, y permiten reformado interno y cogeneración. La SOFC es más potente.
• Membrana de polímero sólido (DMFC): su principal ventaja es que no necesita reformador de combustible y es la norma habitual en las pilas de combustible portátiles.

Para qué se utiliza una pila de combustible

Ya te hemos avanzado algo en el apartado anterior, pero ahora concretamos más. Básicamente, las pilas de combustible se utilizan en tres campos principales:

Es muy posible que la aplicación más popular de la pila de combustible sea la que ya es una realidad en el transporte. No sólo existen automóviles comerciales de pila de hidrógeno, sino que también es una alternativa muy válida para el transporte pesado por tierra, mar y aire.

Las pilas de combustible estacionarias representan posiblemente el campo en el que hay más futuro para este tipo de tecnología. Son útiles para su uso en hospitales, zonas residenciales y todo tipo de industrias. Pueden usarse como generadores de calor y de electricidad, así como para la elaboración de sistemas de respaldo de la red principal en caso de emergencia.

Finalizamos con las pilas de combustible portátiles, que están orientadas a pequeños dispositivos eléctricos, desde móviles y ordenadores a pequeños electrodomésticos. Son muy escasas y la mayoría están en fase experimental, pero existen.

En líneas generales, hablamos de una tecnología en fase de desarrollo y que aún tiene que demostrar su verdadero potencial. Pero lo cierto es que no es novedosa, pues la primera pila de combustible de la que se tiene constancia data de 1843, cuando William R. Grove utilizó dos electrodos de platino sumergidos en ácido sulfúrico alimentados por hidrógeno y oxígeno.

Desde entonces, se han producido diversos avances, aunque dicha tecnología no ha conseguido dejar de ser poco más que una mera anécdota como aplicación práctica en la industria y el transporte.