Cuando hablamos de energías del futuro siempre se nos viene a la cabeza el hidrógeno como combustible. En este caso, la pila de hidrógeno ha estado siempre presente en casi cualquier conversación que tenga que ver sobre energías renovables y la transición energética. En una transición energética donde se quiere reducir el consumo de combustibles fósiles, se necesita una movilidad sostenible en una ciudad. Es aquí donde se hace fundamental para que la transición se produzca utilizar la pila de hidrógeno, ya que puede ser clave en los coches sin emisiones de gases de efecto invernadero, además de otros sectores.
Por ello, vamos a dedicar este artículo a contarte todo lo que debes saber sobre la vida de hidrógeno y sus características.
Qué es una pila de hidrógeno
Cuando hablamos de una pila de hidrógeno nos referimos a un dispositivo electroquímico que es capaz de convertir la energía química del combustible que almacena en energía eléctrica. Este combustible que es almacenado para posteriormente transformarse en energía eléctrica es hidrógeno. Por lo tanto, se puede emplear la pila de hidrógeno para alimentar cualquier aparato que tenga estas características.
La aplicación más extendida en la actualidad de la pila de hidrógeno es la de alimentar el motor de un coche eléctrico, aunque no es la única. Mientras la pila tenga combustible, es capaz de suministrar energía y, cuando se vacía, si puede rellenar de nuevo.
Características principales
Vamos analizar cuáles son las principales partes de una pila de hidrógeno:
- Ánodo: es la parte negativa de la pila. Se le conoce con el nombre del polo negativo y se encarga de conducir los electrones que son liberados el hidrógeno para que puedan ser usados por el circuito eléctrico externo.
- Cátodo: a es el polo positivo de la pila. Se encarga de distribuir el oxígeno a la superficie del catalizador y de conducir todos los electrones de vuelta. Es gracias a este proceso por lo que se pueden recombinar.
- Electrolito: estaba hecho de un material tratado de tal forma que sólo puede conducir iones que estén cargados positivamente. El electrolito pueden llegar a bloquear a los electrones.
- Catalizador: es un material que se encarga de facilitar la reacción química entre el oxígeno y el hidrógeno. Esta reacción es necesaria para poder generar la electricidad. Lo más normal es que este hecho de una capa muy fina de nanopartículas de platino sobre papel carbón o tela.
Funcionamiento de una pila de hidrógeno
Una vez conocemos las características principales y las partes por las que está formada una pila de hidrógeno, vamos a ver cómo es su funcionamiento. Sabemos que el hidrógeno presurizado entra en la pila por parte la parte de ánodo. Cuando el hidrógeno entra fuerza este gas a través del catalizador mediante presión. Cuando la molécula de hidrógeno entra en contacto con el platino, que es parte del componente del catalizador, se divide en 2 protones y 2 electrones.
Los electrones son conducidos a través del ánodo hasta llegar al circuito externo. Es aquí donde se encargan de realizar la labor necesaria para alimentar la energía de lo que se esté otorgando. Por ejemplo, se puede encargar de alimentan un motor eléctrico. Una vez ha alimentado la fuente de energía vuelven a la pila por la parte de cátodo. Una vez nos encontramos en el cátodo, el oxígeno pasa a través del catalizador y formada dos átomos de oxígeno que están cargados muy negativamente. Esta carga negativa atrae a los protones de antes y se combinan juntos con dos electrones que vuelven a circuito externo. Todo ello forma una molécula de agua.
Ventajas
Vamos analizar cuáles son las ventajas que tienen las pilas de hidrógeno con respecto a otros combustibles basados en energías renovables. Algunos de los motivos por los que este combustible superior a otras opciones son los siguientes:
- No producen emisiones contaminantes: la como hemos visto la descripción del funcionamiento de la pila, el hidrógeno más el oxígeno genera electricidad y luego vapor de agua. Sabemos que el vapor de agua es un gas de efecto invernadero pero es inofensivo. Esto es debido a que es un gas de efecto invernadero natural.
- Es más eficiente de los motores de combustión: no sólo ayuda a no contaminar, sino que también transforma la energía química en eléctrica de manera más eficiente. El motor de combustión debe convertir la energía química de combustible en calor y éste energía mecánica que sea capaz de mover un motor. Esto produce un fenómeno que es conocido con el nombre de cuello de botella térmico. Este fenómeno se limita con la conversión directa de energía que hace la pila de hidrógeno.
- No tienen partes móviles: al no tener ninguna parte inmóvil la hace mucho más fiable que un motor de combustión. En un motor de combustión existen muchas piezas que pueden llegar a estropearse.
- El hidrógeno puede ser producido de una forma mucho más respetuosa con el medioambiente: a diferencia que ocurre con los combustibles fósiles, el hidrógeno se puede producir de manera más limpia. Esto contribuye a que sea una alternativa energética mucho más ecológica.
Desventajas de la pila de hidrógeno
Al igual que ocurre con casi cualquier fuente de energía, ya sea renovable o no, también existen algunos inconvenientes. Y es que este tipo de fuente alternativa de energía presenta una serie de desafíos que, de momento, impiden que esté muy extendida a lo largo del mundo. Vamos a ver cuáles son estas desventajas:
- Su precio es alto: aunque el hidrógeno es bastante abundante, hacerlo útil en forma de pila sigue siendo poco económico con la tecnología actual.
- Es inflamable: la seguridad de la pila de hidrógeno sigue siendo una preocupación ya que puede incendiarse en cualquier momento.
- Es difícil almacenar y transportar: al contrario que ocurre con otros combustibles como es el carbón, es más difícil de almacenar y transportar.
El hidrógeno se puede producir de manera limpia a partir del agua, pero es un proceso que requiere bastante energía. En la actualidad, el procedimiento más económico es extraer hidrógeno del carbón huelgas natural. Por eso, la gran mayoría de hidrógeno que se produce viene de los combustibles fósiles, por lo que no se podría considerar del todo una energía renovable.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre la pila de hidrógeno y sus características.