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La pila de combustible
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True or false? The current infrastructure in place are sufficient for fuel cells to become more widespread.
Es el 16 de julio de 1969. La nave espacial Apolo 11 despega. Tiene un largo camino por delante, mientras viaja por el espacio hacia la Luna. Para este viaje, la nave espacial necesitará mucha energía eléctrica para alimentar todos los paneles de control y dispositivos a bordo. Pero, ¿de dónde viene esta energía eléctrica?
De estos dispositivos especiales que producen electricidad — las pilas de combustible. Una pila de combustible convierte la energía química de un combustible en energía eléctrica que luego se puede usar para alimentar dispositivos eléctricos. Es un tipo de celda electroquímica. Vamos a ver cómo funciona. En el mismo centro de una pila de combustible hay una solución a través de la cual los iones pueden moverse — un electrolito.
El electrolito está intercalado entre dos electrodos. Un electrodo es un ánodo negativo, y el otro es un cátodo positivo. Los dos electrodos están conectados por un cable. El combustible — generalmente hidrógeno — se suministra al ánodo negativo. En el ánodo se produce una reacción química: los átomos de hidrógeno se dividen en iones de hidrógeno y electrones.
Los iones de hidrógeno luego se mueven a través del electrolito al cátodo. Los electrones también se mueven hacia el cátodo, pero lo hacen a través del cable que conecta los dos electrodos. Esto crea el flujo de electricidad. En el cátodo, los iones de hidrógeno y los electrones se combinan con oxígeno que se suministra al cátodo. Esta reacción produce calor y agua.
Este tipo de reacción hace que la producción de electricidad sea muy eficiente. El agua producida también es utilizada por los astronautas durante los vuelos espaciales. ¡Por eso la pila de combustible fue la manera perfecta de generar electricidad durante las misiones del Apolo! Pero las pilas de combustible tienen otras ventajas, que las hacen útiles para otras aplicaciones. Una de esas aplicaciones es en los automóviles. A diferencia de los combustibles fósiles utilizados en los motores de combustión de los coches, las pilas de combustible no producen emisiones nocivas.
En los coches eléctricos, las pilas de combustible producen electricidad de manera muy eficiente. Esto significa que pueden tener un mayor alcance que las baterías recargables. Y no solo eso, recargar las pilas de combustible conlleva menos tiempo que recargar una batería. Las pilas de combustible se mantienen eficientes con el paso del tiempo, y no son tan dañinas de desechar al final de su ciclo de vida. Todo ello convierte a las pilas de combustible en una buena alternativa a los combustibles fósiles o a los coches eléctricos alimentados por batería.
Sin embargo, hay algunos obstáculos que superar antes de que las pilas de combustible puedan usarse comúnmente en todas partes. Primero, obtener cantidades suficientes de hidrógeno es costoso. También requiere mucha energía, que actualmente proviene en su mayoría de los combustibles fósiles. Además, existen algunos problemas de seguridad, como la alta inflamabilidad del hidrógeno. Cuando se mezcla con el aire, el combustible de hidrógeno puede arder fácilmente o incluso explotar.
Hay pilas de combustible que usan un tipo diferente de combustible, pero pueden ser aún más costosas de producir, o tener otros impactos negativos. Por último, para que las pilas de combustible se generalicen, habría que hacer algunos ajustes a los sistemas actuales. Por ejemplo, sería necesario construir nuevas estaciones de combustible en lugar de las gasolineras tradicionales. Existe una creciente necesidad de generación eficiente de electricidad, así como soluciones más respetuosas con el medio ambiente en el transporte. Por ello, muchas empresas están trabajando actualmente en desarrollar tecnología y en encontrar nuevas aplicaciones para las pilas de combustible que puedan satisfacer estas necesidades.
Desde el 2021, algunos lugares tienen trenes y autobuses propulsados por pilas de combustible de hidrógeno. Y varios proyectos experimentales están en marcha, como el ensayo de pilas de combustible en aviones o en la industria. La tecnología de pilas de combustible ya no es solo para viajes espaciales. Tal vez pronto, estará fácilmente disponible para todos, ¡aquí mismo, en la Tierra!