Pilas De Combustible

Impacto Ambiental de la Tecnología de Pilas de Combustible.

Introducción.

Sistemas de pilas de combustible constituyen un nuevo paradigma tecnológico, que se reúne todos los requisitos para una futura tecnología de conversión sostenible: alto rendimiento eléctrico, bajas emisiones, buenas características de carga parcial, y la posibilidad de la cogeneración (La cogeneración es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil (vapor, agua caliente sanitaria). Además, todos los materiales utilizados en las pilas de combustible no causan ningún daño al medio ambiente y se pueden producir sin problemas. Las principales aplicaciones de la tecnología de pila de combustible-junto a los esfuerzos de las centrales eléctricas dispersas y transporte aplicaciones son plantas de células de combustible en el lugar. Estos llamados prototipos precomerciales ya han demostrado su fiabilidad y disponibilidad en pruebas de campo en los Estados Unidos, Canadá y Japón.

Comparaciones tecnológicas, que utilizan nuevas evaluaciones exergéticos (La exergía es una propiedad termodinámica que permite determinar el potencial de trabajo útil de una determinada cantidad de energía que se puede alcanzar por la interacción espontánea entre un sistema y su entorno), también se utilizan como comparaciones ecológicas y económicas. Pasos de innovación energética sin consideración de los problemas ambientales causados por aplicaciones de transporte tienen que ser rechazadas. Vehículos eléctricos impulsados por batería tienen algunas desventajas para el usuario. En consecuencia los vehículos con motores de combustión interna no pueden ser completamente sustituidos por vehículos impulsados por batería. Los efectos ecológicos con nuevas tecnologías sin estas desventajas serían significativamente más altos. La tecnología de células de combustible representado en este campo es la única alternativa real para este problema.

1. Desarrollo de Pilas de Combustible y Tecnologías de Hidrógeno.

El crecimiento económico de la sociedad industrializar moderna se ha basado en la utilización de la energía almacenada en los combustibles fósiles de carbón, petróleo y gas natural. En la actualidad, aproximadamente el 80% de la demanda mundial de energía se cumple por los combustibles fósiles. A pesar de que se concentran en ciertas regiones del mundo, que están disponibles en todo el mundo de una forma u otra. Los seres humanos han aprendido a explotar ellos relativamente eficiente para producir los servicios energéticos que necesitan (ver Figura 1). Ellos son almacenables y portátil, lo que les hace excelentes combustibles para el transporte.

Sin embargo, el consumo de combustibles fósiles se ha convertido en una fuerza destructiva, a nivel local debido a las emisiones, derrames, fugas y minería a cielo abierto; regional debido a la dispersión de contaminantes; y ahora a nivel mundial debido a la acumulación de dióxido de carbono y sus consecuencias amenazantes calentamiento global, el cambio climático y el aumento del nivel del mar.

La necesidad de una mayor eficiencia (con el fin de tener más servicios energéticos con menos energía) y las preocupaciones por el medio ambiente, junto con las reservas decrecientes de los combustibles fósiles, hará que la electricidad y el hidrógeno opciones lógicas para "monedas" de energía en el siglo 21. Estas dos monedas se complementan entre sí, la electricidad puede ser relativamente produce de manera eficiente a partir de hidrógeno a través de las células de combustible, y, a su vez, el hidrógeno se puede derivar de electricidad a través de la electrólisis del agua (de nuevo, un proceso muy eficiente). Esta complementariedad de hidrógeno y electricidad se mejora aún más por el hecho de que el hidrógeno, a diferencia de la electricidad, se puede almacenar y transportar fácilmente a través de largas distancias. La función de almacenamiento de hidrógeno permite a los aviones de combustible y vehículos en la actualidad enteramente dependiendo de los combustibles fósiles.

El hecho más importante es que tanto la electricidad y el hidrógeno son independientes de las fuentes de energía, es decir, pueden producirse a partir de cualquier disposición (técnica y económicamente viable) fuente de energía primaria, como los combustibles fósiles, la energía nuclear de fisión o fusión, (si o si está disponible), la energía geotérmica, las formas directas e indirectas de la energía solar, etc.

Si se tienen en cuenta las preocupaciones ambientales, entonces esta lista se reduce a las fuentes de energía renovables. Tanto hidrógeno y electricidad se complementan de manera eficiente las fuentes de energía renovables y los presentan al consumidor en una forma conveniente y en el lugar deseado y el tiempo deseado. Con esto en mente, un sistema de energía en el futuro que el uso de hidrógeno y electricidad como las monedas de energía puede ser diseñado como un sistema energético sostenible permanente.

2. Estrategias de transición para un sistema energético sostenible.

La aplicación de la tecnología de células de combustible dentro del sistema de energía presente resultará en un cambio en la manera de suministrar servicios a los usuarios de energía; Sin embargo, se requerirá una descentralización del sistema de energía.

La figura 2 muestra cómo puede tener un sistema de este tipo de energía que se creará y cómo se definirían los diferentes niveles de los requisitos específicos de innovación. Se presta especial atención al suministro de energía a través de líneas de transmisión, que siempre será la responsabilidad del productor de energía a gran escala. Hay indicios de que una futura tendencia a la descentralización sucederá en el sector privado, en algunas zonas de las comunidades de la ciudad, y en los grupos de la industria local.

A cambio del uso de combustibles fósiles a fuentes de energía renovables, como la energía solar (térmica y fotovoltaica), biomasa, energía eólica, etc., se hará hincapié. La reforma de las fuentes de combustible, la conversión y la producción final de energía se adaptará a las situaciones locales. Para el almacenamiento de los excedentes de energía, no habrá posibilidades novedosas adecuadas, rivalizando con el regreso actualmente sugerido del exceso de energía en la red eléctrica central. En relación con la tecnología de pila de combustible, las siguientes áreas son especialmente interesantes: sector privado e industrial, en el

...