Pila de combustible de metanol reformada
Los sistemas de celda de combustible de metanol reformado ( RMFC ) o celda de combustible de metanol indirecto (IMFC) son una subcategoría de celdas de combustible de intercambio de protones donde el combustible, el metanol (CH 3 OH), se reforma antes de introducirse en la celda de combustible . Los sistemas RMFC ofrecen ventajas sobre la pila de combustible de metanol directo(DMFC) que incluyen una mayor eficiencia, pilas de celdas más pequeñas, menos requisitos de pureza del metanol, sin gestión del agua, mejor funcionamiento a bajas temperaturas y almacenamiento a temperaturas bajo cero porque el metanol es un líquido de -97,0 ° C a 64,7 ° C ( -142,6 ° F a 148,5 ° F) y como no hay una mezcla líquida de metanol y agua en las células que pueda destruir la membrana de DMFC en caso de heladas. La razón de la alta eficiencia de RMFC en contraste con DMFC es que el gas que contiene hidrógeno se alimenta a la pila de la pila de combustible en lugar de metanol y el sobrepotencial (pérdida de potencia por conversión catalítica) en el ánodo es mucho menor para el hidrógeno que para el metanol. La compensación es que los sistemas RMFC operan a temperaturas más altas y, por lo tanto, necesitan una gestión del calor y un aislamiento más avanzados. Los productos de desecho con este tipo de pilas de combustible sondióxido de carbono y agua.
El metanol se utiliza como combustible porque es naturalmente denso en hidrógeno (un portador de hidrógeno ) y puede reformarse con vapor de agua en hidrógeno a bajas temperaturas en comparación con otros combustibles de hidrocarburos . Además, el metanol es de origen natural, biodegradable y denso en energía.
Los sistemas RMFC consisten en un sistema de procesamiento de combustible (FPS), [1] una celda de combustible , un cartucho de combustible y el BOP (el balance de la planta ). [2]
El cartucho de combustible almacena el combustible de metanol . Dependiendo del diseño del sistema, generalmente se usa metanol al 100% (estándar industrial IMPCA) o una mezcla de metanol con hasta un 40% en volumen de agua como combustible para el sistema RMFC. El metanol al 100% da como resultado un menor consumo de combustible que la mezcla de agua y metanol (Premix), pero conlleva una mayor complejidad del sistema de celdas de combustible para la condensación de la humedad del cátodo.
Los costos de combustible para RMFC son típicamente alrededor de 0.4-1.1 USD / kWh (metanol convencional) resp. 0,45-1,3 USD / kWh ( metanol renovable producido a partir de residuos urbanos o electricidad renovable). En comparación, para una celda de combustible PEM de baja temperatura alimentada con hidrógeno, los costos del hidrógeno convencional (en paquetes de botellas) son de aproximadamente 4.5-10 USD / kWh.
Metanol → Oxidación parcial (POX) / Reformado autotérmico (ATR) → Reacción de desplazamiento de gas de agua (WGS) → Oxidación preferencial (PROX) El reformador de metanol convierte el metanol en H 2 y CO 2 , una reacción que se produce a temperaturas de 250 ° C a 300 ° C.
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