Agua y Potencia
Cómo funciona una celda de combustible

Piense que una celda de combustible es un servicio de citas electroquímico que ayuda a los átomos solitarios de hidrógeno (H) a contactarse con átomos de oxígeno (O) solteros para producir agua (H2O). Lo que es más importante en términos de energía es que el proceso también produce calor y electricidad. En cierta forma, un vehículo de celdas de combustible funciona como un auto de baterías eléctricas, excepto que éste puede recargarse con hidrógeno y oxígeno en vez de electricidad.

Hay varios tipos de celdas de combustible, cada una de las cuales se las arregla para liberar átomos de hidrógeno de algún tipo de combustible y les roban sus electrones, los cuales fluyen por un circuito eléctrico para desempeñar algún trabajo útil (antes de combinarse con los protones de hidrógeno y un átomo de oxígeno para producir agua).

La NASA comenzó a utilizar celdas de combustible alcalino en los cohetes Apollo. Éstos utilizan un electrolito de hidróxido de potasio que funciona a temperatura ambiente con una eficiencia eléctrica del 60 al 70 por ciento, pero necesitan H2 y oxígeno puros (sin dióxido de carbono) para funcionar. Otros sistemas con eficiencia similar pueden separar el hidrógeno del gas natural, gas de carbón u otros hidrocarburos utilizando ácido fosfórico, carbonos fundidos u óxidos sólidos como electrolito, pero todos ellos funcionan a altas temperaturas (entre 199 y 999° C), y son muy lentos en reaccio nar a la cambiante demanda de electricidad, así que mejor se utilizan como generadores de energía estacionarios.

Eso deja a las celdas de membrana de intercambio de protones o membrana de electrolito de polímero (PEM, en inglés) como la mejor opción para uso automotriz. Requiere de hidrógeno puro, pero puede aceptar aire filtrado como oxidante. El electrolito en una PEM es una delgada hoja de un polímero similar al Teflón llena de moléculas de ácido sulfónico que, al humedecerse con agua, actúa como ácido de batería plástica, permitiendo que los protones de hidrógeno pasen mientras mantiene separados el gas de hidrógeno y el aire. El ánodo y el cátodo de cada lado de la membrana están cubiertos de metales preciosos, generalmente platino, para ayudar a separar los electrones del hidrógeno y recombinar las moléculas de agua. La eficiencia eléctrica de entre 40 y 60 por ciento es posible dentro de un rango entre –20° y 93° C. Un tipo especial de PEM puede separar el hidrógeno directamente del metanol líquido, pero su eficiencia eléctrica es de la mitad de la de una celda PEM de hidrógeno puro, por lo que no es práctica para uso automotriz.