Pila de combustible: la revolución de las baterías

En un mundo en el que el uso de fuentes de energía alternativas se ha vuelto crucial para preservar los ecosistemas que nos han nutrido desde los albores de la humanidad, una de las tecnologías más recientes y prometedoras es la pila de combustible . ¿Qué es eso?, se preguntará. Bueno, una pila de combustible es un dispositivo práctico que genera electricidad a través de una reacción química.

Tabla de contenido

• Tecnología de pilas de combustible: lo que necesitamos en nuestros dispositivos
• No se hace daño a la naturaleza

• ¿Vehículos de pila de combustible?
• Sigue siendo una pieza de tecnología costosa
• Conversión de energía química
• Teléfonos inteligentes y tabletas: ¿el destino perfecto para la tecnología de pilas de combustible?

Tecnología de pilas de combustible: lo que necesitamos en nuestros dispositivos

Cada pila de combustible tiene dos electrodos, uno positivo y otro negativo, básicamente un ánodo y un cátodo. Las reacciones que tienen lugar entre los dos electrodos son las que producen la electricidad al final. El combustible utilizado es hidrógeno, pero para que se produzcan las reacciones, las pilas también necesitan oxígeno. Quizá recuerdes que la batería de Liliputian también se basa en esta tecnología.

Un aspecto muy interesante y positivo de las pilas de combustible es que consiguen producir electricidad sin contaminar el medio ambiente , y eso es porque el hidrógeno y el oxígeno, necesarios en la reacción, se combinan para producir un subproducto neutro, que es el agua. El verdadero propósito de una pila de combustible es producir corriente eléctrica que pueda utilizarse fuera de la célula. Pensemos en alimentar motores o bombillas luminosas en la ciudad.

No se hace daño a la naturaleza

Debido a la forma en que funciona la electricidad, esta corriente encontrará su camino de regreso a la celda de combustible, completando así un circuito eléctrico. Los átomos de hidrógeno ingresarán a la celda de combustible por el ánodo, donde se produce una reacción química que libera a los átomos de sus electrones. Los átomos de hidrógeno se “ionizarán” y comenzarán a transportar cargas eléctricas. Los electrones negativos se desplazarán para proporcionar la corriente a través de cables.

Las pilas de combustible se clasifican principalmente por el tipo de electrolito que contienen, que es el elemento central del proceso de fabricación de las pilas de combustible. Actualmente, podemos encontrar seis tipos de electrolitos que probablemente se utilizarán comercialmente muy pronto:

• Carbonato fundido
• Ácido fosfórico
• Óxido sólido
• Membrana electrolítica de polímero
• Metanol directo
• Alcalino

¿Vehículos de pila de combustible?

Como puede ver, una sola pila de combustible produce una cantidad muy pequeña de energía. Para producir una cantidad utilizable, se deben unir muchas pilas de combustible, lo que se denomina pila de pilas de combustible . Una vez hecho esto, la pila resultante es suficiente para alimentar un coche e incluso un camión.
Honda es una de las principales empresas automovilísticas que ha puesto su mirada en la pila de combustible y ha empezado a probar prototipos desde 1999.

En este año, incluso logró entregar vehículos de pila de combustible al Gabinete japonés y a Los Ángeles, pero eso no significa que estén cerca de desarrollar la tecnología para las masas todavía. En noviembre de este año, Honda presentó el vehículo eléctrico de combustible avanzado FCX Clarity que ofrecía una potencia extraordinaria de 100 kW. Suena demasiado bueno para ser verdad. ¿Es bueno que esta tecnología también se incorpore en los coches autónomos?

Sigue siendo una pieza de tecnología costosa

En la actualidad, la producción de pilas de combustible es muy cara y cuesta unos 4.500 dólares por kilovatio, frente a los 800 o 1.000 dólares por kilovatio de un motor diésel. También han surgido algunos problemas con el uso del hidrógeno como combustible, ya que, como bien sabrás, el hidrógeno es una de las sustancias más volátiles que se pueden encontrar en el planeta Tierra, por lo que es muy difícil almacenarlo.

El hidrógeno utilizado en las pilas de combustible tiene que estar en un estado muy puro, de lo contrario acabará dañando el catalizador. El hidrógeno no se extrae fácilmente y debe proceder de fuentes naturales como el agua o el gas natural, lo que añade más costes al proceso. El material del catalizador en sí es muy caro, ya que está hecho de uno de los materiales más caros de la Tierra: el platino. Así que podríamos acabar enfrentándonos a un drenaje del platino si dependiéramos únicamente de él para la creación de energía.

Conversión de energía química

Por otra parte, las pilas de combustible pueden resultar extremadamente ventajosas. Como se ha comentado anteriormente, las pilas de combustible convierten la energía química de forma instantánea y directa en electricidad, eliminando así el proceso de combustión. Por tanto, una pila de combustible no se regirá por las leyes de la termodinámica y podría alcanzar una alta eficiencia en términos de conversión de energía. Además, debido a su naturaleza operativa, las pilas de combustible son muy silenciosas.

Esto podría permitir el uso de pilas de combustible en áreas residenciales y de vivienda donde el ruido es indeseable. Debido a que no tienen partes móviles, las pilas de combustible también tienen un bajo costo de mantenimiento. Las pilas de combustible también podrían aplicarse en otros campos. La aplicación más sorprendente de las pilas de combustible proviene del mundo de la tecnología de consumo.

Teléfonos inteligentes y tabletas: ¿el destino perfecto para la tecnología de pilas de combustible?

Lilliputian Systems Inc., con sede en Massachusetts, acaba de anunciar que lanzará bajo la marca Brookstone una pila de combustible de tamaño de bolsillo que contiene suficiente energía para cargar completamente un iPhone unas 10 a 15 veces (consulte nuestro artículo sobre cómo aumentar la duración de la batería del iPhone , si no tiene dinero para algo así). La pila de combustible viene con un puerto USB y tiene el tamaño de un teléfono inteligente más grueso. La energía proviene de los cartuchos llenos de líquido para encendedores. Bastante ingenioso. Y Lilliputian no es la única empresa que realiza investigaciones en el negocio.

RIM también parece estar interesada en sumarse al carro de las pilas de combustible. Han presentado nuevas patentes relacionadas con las pilas de combustible. Se trata del armazón del dispositivo y del “tanque”, presentando así un curioso modelo que no hemos visto antes. Así suena la descripción de la patente:

“Un dispositivo móvil que comprende: un teclado; una placa de circuito impreso que comprende al menos un contacto que responde al teclado; y un conjunto de celda de combustible que comprende: una celda de combustible ubicada entre el teclado y la placa de circuito impreso, teniendo la celda de combustible una membrana y al menos una abertura que corresponde con el al menos un contacto; un tanque adaptado para almacenar un combustible para la celda de combustible; y una tubería que conecta el tanque con la celda de combustible, donde la celda de combustible se ventila a través del teclado. Alternativamente, la celda de combustible actúa como la placa de circuito impreso y al menos un contacto para el teclado está impreso sobre la celda de combustible”.

¿Cuánto más esperar?

Para ilustrar un punto, las células de combustible parecen tener buenas posibilidades de ser incorporadas en algún lugar de tecnología más pequeña por el momento, por lo que las ideas anteriores parecen ser muy válidas y útiles, pero ciertamente pasará un tiempo hasta que las veamos implementadas en algo importante como suministrar energía a una casa o un camión.

Sin duda, la tecnología de pilas de combustible se abrirá paso en los hogares inteligentes del futuro . Antes de que seamos totalmente inalámbricos , espero que aparezcan cada vez más dispositivos con tecnología de pilas de combustible en el mercado. Los teléfonos inteligentes como el Samsung Galaxy S3 ya no me impresionan, para ser sincero, porque muestran una evolución gradual, de un dispositivo a otro. Mi teléfono inteligente, tableta y portátil necesitan una batería de duración mucho mayor y más segura. Dame eso y llévate mi dinero.