Las pilas de combustible de ácido fosfórico ( PAFC ) son un tipo de pila de combustible que utiliza ácido fosfórico líquido como electrolito . Fueron las primeras pilas de combustible que se comercializaron. Desarrollados a mediados de la década de 1960 y probados en el campo desde la de 1970, han mejorado significativamente en estabilidad, rendimiento y costo. Estas características han convertido al PAFC en un buen candidato para las primeras aplicaciones estacionarias. [1]
Diseño
El electrolito es ácido fosfórico líquido altamente concentrado o puro (H 3 PO 4 ) saturado en una matriz de carburo de silicio (SiC). El rango de funcionamiento es de aproximadamente 150 a 210 ° C. Los electrodos están hechos de papel carbón recubierto con un catalizador de platino finamente disperso .
Reacciones de electrodos
Reacción del ánodo: 2H 2 (g) → 4H + + 4e‾
Reacción del cátodo: O 2 (g) + 4H + + 4e‾ → 2H 2 O
Reacción celular general: 2 H 2 + O 2 → 2H 2 O
Ventajas y desventajas
En un rango de funcionamiento de 150 a 200 ° C, el agua expulsada se puede convertir en vapor para calentar el aire y el agua ( calor y energía combinados ). Potencialmente, esto permite aumentos de eficiencia de hasta un 70%. [2] Los PAFC son tolerantes al CO 2 y pueden tolerar una concentración de CO de aproximadamente el 1,5%, lo que amplía las opciones de combustibles que pueden utilizar. Si se usa gasolina, se debe eliminar el azufre. [3] A temperaturas más bajas, el ácido fosfórico es un conductor iónico deficiente y el envenenamiento por CO del electrocatalizador de platino en el ánodo se vuelve severo. [4] Sin embargo, son mucho menos sensibles al CO que los PEMFC y los AFC.
Las desventajas incluyen una densidad de potencia bastante baja y un electrolito agresivo. [ aclaración necesaria ]
Aplicaciones
Los PAFC se han utilizado para generadores de energía estacionarios con una potencia en el rango de 100 kW a 400 kW y también están encontrando aplicación en vehículos grandes como autobuses. [5]
Los principales fabricantes de tecnología PAFC incluyen Doosan Fuel Cell America Inc. [6] (anteriormente ClearEdge Power & UTC Power [7] ) y Fuji Electric .
El DRDO de la India ha desarrollado propulsión independiente del aire basada en PAFC para la integración en sus submarinos de la clase Kalvari . [8] [9]
Ver también
Referencias
- ^ http://energy.gov/eere/fuelcells/types-fuel-cells#phosphoric .
- ^ Fuel Cells Archivado el 23 de noviembre de 2010 en la Wayback Machine.
- ^ Fuel Cells 2000: Fuel Cell Basics: Types .
- ^ [1] Archivado el 23 de noviembre de 2010 en la Wayback Machine.
- ^ Fuel Cell Today - Página de inicio .
- ^ http://www.doosanfuelcell.com/en/main.do .
- ^ ClearEdge Power - Sala multimedia .
- ^ "Scorpene construido en India para llevar el sistema DRDO crítico" . El hindú. 3 de noviembre de 2014 . Consultado el 22 de octubre de 2015 .
- ^ Anandan, S. (30 de diciembre de 2010). "DRDO trabajando en un sistema para reducir la vulnerabilidad submarina" . El hindú .
enlaces externos
- Inventario Nacional de Contaminantes - Hoja de datos del ácido fosfórico
- Sitio oficial de UTC Power
- Galería de fotos de las pilas de combustible que se utilizan en la actualidad
- Cox Communications instala pilas de combustible en California
- DOE -PAFC
- Conceptos básicos de la pila de combustible
- Revista Energía Alternativa
- Beneficios del supermercado de la pila de combustible de 400kW
- Pilas de combustible estacionarias en tiendas minoristas y supermercados