INTRODUCCIÓN
En general, las pilas de combustible pueden clasificarse atendiendo a distintos criterios, como son el tipo de combustible y oxidante que utilizan; el lugar donde se lleva a cabo el procesado del combustible, dentro o fuera de la celda; el tipo de electrolito; la temperatura de operación; el sistema de alimentación de los reactivos, etc. La clasificación comúnmente utilizada es según el tipo de electrolito que utilizan y por el cual son denominadas (ver tabla). Las propiedades físico-químicas y térmicas del electrolito determinan la temperatura de operación de la pila de combustible, y con ello los materiales que puedan ser usados para su construcción, el tiempo de vida de las mismas, y los gases empleados como combustibles.
AFC | PEMFC | DMFC | PAFC | MCFC | SOFC | |
---|---|---|---|---|---|---|
Electrolito | KOH | Membrana de intercambio protónico (Nafion®) | Membrana de intercambio protónico | H3PO4 | Li2CO3 / K2CO3 | ZrO2 / Y2O3 |
Temperatura | 65 – 220 ºC | 80 ºC | 80 ºC | 205 ºC | 650 ºC | 600–1000 ºC |
Conductor iónico | OH– | H+ | H+ | H+ | CO32– | O2- |
Ánodo | Ni Raney | Pt/C | Pt-Ru/C | Pt/C | Ni | Ni-ZrO2 |
Cátodo | Ag | Pt/C | Pt/C Mo2Ru5S5 | Pt/C | NiO | LaMnO3/Sr |
Matriz | Asbestos | – | – | SiC | LiAlO2 | |
Tiempo de encendido (h) | < 0,1 | < 0,1 | < 0,1 | 1 – 4 | 5 – 10 | – |
Densidad de potencia (mW/cm2) | 620 | 420 | – | 250 (8 atm) | > 150 | 120 |
Eficiencia (% PCS)* | > 50 | 32 – 45 | 30 – 40 | 36 – 45 | 43 – 55 | 43 – 55 |
H2 | Combustible | Combustible | Combustible | Combustible | Combustible | Combustible |
CO | Veneno | Veneno (<50 ppm) | Veneno | Veneno (<0,5%) | Combustible | Combustible |
CH4 | Diluyente | Diluyente | Diluyente | Diluyente | Combustible | Combustible |
S (H2S y COS) | Veneno | Veneno | Veneno | Veneno (<50 ppm) | Veneno (<0,5 ppm) | Veneno (<1 ppm) |
Rango de potencia | 5 – 150 kW | 5 – 250 kW | 5 kW | 50 kW – 11 MW | 100 kW–2 MW | 100 – 250 kW |
Aplicaciones | Transporte, vehículos espaciales, aplicaciones militares, sistemas de almacenamiento de energía | Sistemas estacionarios de generación distribuida de potencia eléctrica y calor |