Propiedades del Hidrógeno y Funcionamiento de las Celdas de Combustible PEM

Propiedades de Combustión del Hidrógeno

• Flash Point: temperatura a la cual la presión de vapor del líquido es suficiente como para que se produzca la combustión de su vapor.
• Rango de inflamabilidad: porcentaje de mezcla combustible/aire para el cual ocurre la combustión.
• Temperatura de autoignición: es la temperatura mínima a la cual se produce la combustión sostenida.

Almacenamiento a Altas Presiones

El almacenamiento se realiza comúnmente en cilindros o recipientes similares con una presión de P = 250 atm. Este corresponde al método más práctico de almacenamiento de hidrógeno; sin embargo, su principal desventaja es el elevado volumen requerido para almacenar gases. Además, la cantidad de trabajo requerido para comprimir el gas supone entre un 5-10% del contenido energético del gas almacenado.

Celdas de Combustible: Ventajas y Desventajas

Ventajas de las Celdas de Combustible

• Pueden funcionar sin contaminar cuando se utiliza H2.
• Las celdas de combustible funcionan con una mayor eficiencia termodinámica que los motores térmicos o de combustión interna.
• Son susceptibles de su utilización en el sector de la automoción.
• Pueden ser utilizadas en procesos de cogeneración.
• No requieren ser recargadas como las baterías convencionales.

Desventajas de las Celdas de Combustible

• Dificultad en la obtención (coste energético) y el almacenamiento de H2.
• Requiere combustibles altamente refinados, ausentes de sulfuros, monóxido de carbono y otros combustibles que puedan envenenar el catalizador.
• Las celdas aptas para el sector del automóvil requieren catalizadores muy caros.
• Las celdas PEM deben estar húmedas todo el tiempo, incluso durante su almacenamiento.
• Corresponden a una tecnología emergente.

Celdas de Membrana de Intercambio Protónico (PEM)

Ventajas de las Celdas PEM

• Toleran el CO2 y, por tanto, pueden usar aire normal.
• Funcionan a bajas temperaturas y presiones.
• Utilizan un electrolito sólido, seco y no corrosivo.
• Proporcionan elevados voltajes y altas densidades de corriente.
• Son sistemas compactos y relativamente simples en su construcción.

Desventajas de las Celdas PEM

• Tan solo pueden tolerar 50 ppm de CO y unos pocos ppm de sulfuros.
• Necesitan humidificar el electrolito constantemente.
• Utilizan el Pt (platino) como catalizador, siendo este extraordinariamente caro.
• La membrana resulta también un componente muy costoso.