La pila de hidrógeno, una historia de larga data

¡Después de más de un siglo de avances,

hoy podemos ver como la pila de hidrógeno puede utilizarse en vehículos de forma eficaz!

La pila de combustible o pila de hidrógeno es un dispositivo que tiene una larga historia de desarrollo.  Mediante una reacción electroquímica que transforma continua y directamente la energía química de un combustible (el hidrógeno u otros) y de un oxidante en energía eléctrica y calor.

 

En 1838 cuando el químico Christian Friedrich Schönbein, descubrió el principio químico que utilizan las pilas o células de hidrógeno. Más tarde, en 1843 Sir William Grove desarrolló la primera pila de hidrógeno con materiales similares a los utilizados actualmente en las pilas de ácido fosfórico. Sin embargo, tuvieron que pasar alrededor de cien años para Francis Thomas Bacon fabricara la primera pila de hidrógeno con un rendimiento de 5 kilovatios, en 1959.

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Cuando Francis Bacon sustituyó el electrolito ácido por el básico, KOH, que no es tan corrosivo con los electrodos y supuso el desarrollo de las AFCs (Pilas de Combustibles Alcalinas). Estas pilas tenían un coste muy elevado, pero su fiabilidad las llevó a ser empleadas en el programa espacial Apolo (1968). La NASA utilizó las patentes de Francis Bacon en su programa aeroespacial, para poder disponer de agua y electricidad en el espacio, a partir del hidrógeno y del oxígeno disponibles en los depósitos de la nave.pilas-de-combustible-afc-3-638

Fue entonces cuando General Electric desarrolló las primeras pilas con membrana de intercambio de protones o pila PEM ( Proton Exchange Menbrane), mucho mas ligeras y duraderas que el modelo de Francis Bacon. Éste modelo se utilizó por primera vez en la misión Gemini V (1965). Para estas primeras pilas se utilizaban materiales muy caros, y las primeras células necesitaban temperaturas de funcionamiento muy elevadas; sin embargo, debido a las grandes cantidades de combustible disponible (hidrógeno y oxígeno en el agua) no cesó la investigación en las células de hidrógeno.

Durante los años 70 se buscó una economía basada en el hidrógeno, como portador de energía, para solucionar el problema energético planteado por la disminución de fuentes de combustibles fósiles, debido a la demanda creciente de energía y al deterioro del medio ambiente como consecuencia de quemar combustibles fósiles.

En 1970 se crea la Asociación Internacional de la Energía del Hidrógeno y se habla por primera vez de “la economía del hidrógeno” y de “el hidrógeno como combustible”. El Centro Técnico de General Motors inicia el desarrollo activo de estos conceptos, proponiendo como fuentes primarias de energía las renovables y el agua para obtener de ellas electricidad e hidrógeno.

En 1980 se hacen las primeras demostraciones de vehículos movidos por hidrógeno. Aunque ya existían algunos prototipos de vehículos con hidrógeno anteriores, como un tractor de 1959 y un coche de 1965.

En años más recientes varios investigadores han promovido la llamada “economía del hidrógeno” que propugna la utilización del hidrógeno como el combustible que mueva la economía mundial y han desarrollado el concepto del hidrógeno como portador de energía. Tal es el caso de Boris en 1975, Dickinson en 1977 y Veziroglu en 1987.

Después de las crisis energéticas de los años 1973 y 1983, se han intensificado las investigaciones y desarrollos tecnológicos sobre la energía del hidrógeno, quedando así reflejado en programas nacionales e internacionales, entre los que cabe destacar el Hysolar desarrollado por Arabia Saudita y Alemania, y el EQHHPP o Hydro-Hydrogen Pilot Project fruto de la colaboración entre Canadá y Europa.

En 2002 ha tenido lugar la XIV Conferencia Mundial sobre la Energía del Hidrógeno, en la que se presentaron gran cantidad de trabajos relativos al tema del hidrógeno. En estos casi 30 años desde la primera se han celebrado 14 Conferencias Mundiales de la Energía del Hidrógeno.

Actualmente la producción, transporte, almacenamiento y usos del hidrógeno se ha incrementado en gran medida. Hay proyectos que continúan trabajando y desarrollando la tecnología. En Argentina (2017) se presentó un proyecto de ley para que sea utilizado el hidrógeno como combustible en los vehículos.

Fuentes EcuRed, Ingeniatic, National Geographic

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