Pilas de combustible
Una pila de combustible utiliza la energía química del hidrógeno u otros combustibles para producir electricidad de forma limpia y eficaz. Son únicas en cuanto a la variedad de aplicaciones potenciales; pueden utilizar una amplia gama de combustibles y materias primas y pueden proporcionar energía a sistemas tan grandes como una central eléctrica de la red pública o tan pequeños como un ordenador portátil.
Presentan varias ventajas con respecto a las tecnologías convencionales basadas en la combustión que se utilizan actualmente en muchas centrales eléctricas y vehículos. Las pilas de combustible pueden funcionar con mayor eficiencia que los motores de combustión y pueden convertir la energía química del combustible directamente en energía eléctrica con eficiencias capaces de superar el 60%. Tienen menos o ninguna emisión en comparación con los motores de combustión. Las de hidrógeno sólo emiten agua, lo que permite hacer frente a los retos climáticos más importantes, ya que no hay emisiones de dióxido de carbono. Tampoco hay contaminantes atmosféricos que creen smog y causen problemas de salud en el punto de funcionamiento. Son silenciosas durante su funcionamiento, ya que tienen pocas piezas móviles.
¿Cómo funcionan las pilas de combustible?
Funcionan como baterías, pero no se agotan ni necesitan recargarse. Producen electricidad y calor siempre que se les suministre combustible. Una pila de combustible está formada por un ánodo (electrodo negativo) y un cátodo (electrodo positivo) que rodean un electrolito. El ánodo recibe un combustible, como el hidrógeno, y el cátodo, aire. En una pila de combustible de hidrógeno, un catalizador situado en el ánodo separa las moléculas de hidrógeno en protones y electrones, que toman caminos diferentes hacia el cátodo. Los electrones pasan por un circuito externo, creando un flujo de electricidad. Los protones migran a través del electrolito hasta el cátodo, donde se unen con el oxígeno y los electrones para producir agua y calor.
Reacción en el ánodo: $$2H_2 \Rightarrow 4H + 4e^{-}$$ Reacción en el cátodo: $$4H + O_2 + 4e^{-} \Rightarrow 2H_2O$$
Desventajas de las pilas de combustibles
A pesar de las mencionadas ventajas, existen varios inconvenientes que atentan contra la utilización de esta tecnología. Uno de los principales es el coste elevado debido al uso de materiales caros como el platino. Algunas son sensibles a la contaminación y a la temperatura. En el caso de las pilas de hidrógeno los principales inconvenientes están relacionados con la necesidad de incrementar la seguridad en el manejo y el almacenamiento. A lo que se suman la baja eficiencia en la obtención del hidrógeno y una industria todavía reducida.