¿En qué se diferencian las pilas de combustible de las baterías?

Tanto las baterías como las celdas de combustible se pueden usar como fuentes de alimentación cuando el servicio público no está disponible y ambas suministran electricidad sin un generador rotativo. Sin embargo, existen diferencias importantes en la construcción interna y las capacidades de las pilas de combustible y las baterías. En términos simples, una batería entrega la energía que ha almacenado previamente, mientras que una celda de combustible convierte la energía de un combustible en electricidad.

Generadores convencionales también producen electricidad a partir de combustibles, pero las celdas de combustible la generan directamente a través de una reacción química. Por otro lado, los generadores dependen de la combustión de combustible dentro de sus pistones para producir un movimiento de rotación, y el suministro de voltaje proviene de la interacción de dos campos magnéticos en el rotor y el estator.


¿Puede su edificio beneficiarse de pilas de combustible o baterías?

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Comparación de baterías y celdas de combustible

Una diferencia operativa clave entre las baterías y las celdas de combustible es que las baterías tienen un ciclo de carga y descarga, mientras que las celdas de combustible producen electricidad continuamente, siempre que su combustible esté disponible.

  1. Las baterías son útiles en aplicaciones donde se pueden recargar. Esto se puede lograr con el suministro de la red eléctrica o con un sistema de generación renovable. Cuando se combina con la generación renovable, baterías habilitar una fuente de alimentación que sea independiente de fuentes externas.
  2. Las celdas de combustible son una mejor opción cuando no hay forma de recargar las baterías. Para una determinada cantidad de energía, una pila de combustible y su respectivo depósito son mucho más compactos y ligeros que un conjunto de baterías completamente cargadas.

Tenga en cuenta que una celda de combustible se puede recargar mientras está en funcionamiento, ya que el tanque está separado. Por otro lado, una batería no se puede cargar y descargar simultáneamente. La única excepción son las baterías de flujo, que tienen propiedades tanto de baterías convencionales como de pilas de combustible:

  1. La energía se almacena como una diferencia de carga entre dos tanques de electrolito.
  2. La electricidad se produce cuando estos electrolitos interactúan a través de una membrana en la batería de flujo.

¿Cómo pueden las pilas de combustible reducir las emisiones de los edificios?

Las celdas de combustible han sido diseñadas para varios combustibles, incluyendo propano, gas natural, diesel e hidrógeno. Sin embargo, pueden producir electricidad dos veces más eficientemente que un generador eléctrico convencional, sin ruido o vibración. Las emisiones de una pila de combustible también son muy inferiores a las de otros sistemas de generación:

SISTEMA DE GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD EMISIONES TÍPICAS DE CO2 POR MWH
Generador de carbón 1000 kg
Generador de aceite 750 kg
Generador a gas natural 500 kg
Pila de combustible 400 kg

En el caso de las pilas de combustible de hidrógeno, no hay emisiones de CO2 por la sencilla razón de que el combustible de entrada no contiene carbono (gas de hidrógeno puro). Los únicos subproductos son el vapor de agua y el calor. El inconveniente de esta tecnología es que el hidrógeno es muy difícil de almacenar y manipular.

Tipos de pilas de combustible

Hay muchas formas de construir una celda de combustible, y todas logran el mismo resultado: producir electricidad a partir de un combustible a través de una reacción química. Cada tipo de pila de combustible tiene ventajas y limitaciones.

TIPO DE PILA DE COMBUSTIBLE

BREVE DESCRIPCIÓN

PROS

CONTRAS

Membrana de intercambio de protones (PEM)

Utiliza un electrolito polimérico. Uno de los tipos de celdas de combustible más desarrollados y comunes.

– Compacto
– Larga vida
– Respuesta rápida
– Tecnología madura
– Caro
– Complejo
– Utiliza combustible especializado

Pila de combustible alcalina (AFC)

Utiliza una solución alcalina como electrolito. Tipo preferido de pila de combustible para aplicaciones aeroespaciales.

– Alta eficiencia
– Fabricación y operación de bajo costo.
– Sistema simple sin compresores
– Tecnología madura
– Voluminoso
– Requiere hidrógeno puro y oxígeno.
– La sensibilidad a los contaminantes limita las aplicaciones

Pila de combustible de carbonato fundido (MCFC)

Utiliza una solución de carbonato fundido como electrolito.

– Alta eficiencia
– Compatibilidad de combustible
– Adecuado para aplicaciones a gran escala y combinación de calor y electricidad (CHP)
  • – Susceptible a la corrosión
  • – Comienzo lento
  • – Corta vida

Pila de combustible de ácido fosfórico (PAFC)

Utiliza ácido fosfórico como electrolito. Primer tipo de celda de combustible en ser comercial.

– Tolera las impurezas del combustible
– Adecuado para aplicaciones a gran escala y CHP
– Susceptible a la corrosión
– Voluminoso
– Baja eficiencia
– Corta vida

Pila de combustible de óxido sólido (SOFC)

El electrolito es un óxido sólido o cerámica.

– Alta eficiencia
– Compatibilidad de combustible
– Adecuado para aplicaciones a gran escala y CHP
– Alta temperatura
– Susceptible a la corrosión
– Comienzo lento
– Corta vida

Observaciones finales

Las pilas de combustible permiten producir electricidad a partir de combustibles sin combustión, con una eficiencia superior a los sistemas de generación convencionales y con emisiones reducidas. Dado que funcionan por encima de la temperatura ambiente, sus emisiones de calor se pueden recuperar para aplicaciones de calefacción de espacios y agua caliente sanitaria.

Al decidir entre baterías y celdas de combustible, considere las entradas de energía disponibles: las baterías necesitan recargarse y las celdas de combustible necesitan un combustible compatible. Obtener una opinión profesional calificada para determinar qué sistema funciona mejor para usted, o tal vez pueda beneficiarse de ambos.