Pilas de combustible de membrana de intercambio protónico

Fuente: Laboratorios de Margaret obrero y Kimberly Frye - Universidad de Depaul

Estados Unidos consume una gran cantidad de energía – el tipo actual es aproximadamente 97500 trillones BTUs anualmente. La gran mayoría (90%) de esta energía proviene de fuentes de combustible no renovable. Esta energía se utiliza para la electricidad (39%), transporte (28%), industria (22%) y residencial/comercial (11%). Como el mundo tiene una cantidad limitada de estas fuentes no renovables, los Estados Unidos (entre otros) es expandir el uso de fuentes de energía renovables para satisfacer las necesidades de energía en el futuro. Una de estas fuentes es el hidrógeno.

Hidrógeno se considera una fuente potencial de combustible renovable, porque cumple varios criterios importantes: está disponible nacionalmente, tiene pocos contaminantes nocivos, la eficiencia energética y de fácil aprovechamiento. Mientras que el hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, sólo se encuentra en forma compuesta en la tierra. Por ejemplo, se combina con el oxígeno en el agua como H₂O. Para ser útil como un combustible, debe ser en forma de gas de₂ H. Por lo tanto, si el hidrógeno va a usarse como combustible para los coches u otros aparatos electrónicos, H₂ debe hacerse primero. Thusly, hidrógeno es a menudo llamado un "portador de energía" en lugar de un "combustible".

Actualmente, la manera más popular para hacer₂ H del gas es de los combustibles fósiles, a través de reformado con vapor de hidrocarburos o de gasificación de carbón. Esto no reduce la dependencia de combustibles fósiles y energía intensivo. Un método menos usado es por electrólisis del agua. Esto también requiere una fuente de energía, pero puede ser una fuente renovable, como el viento o energía solar. En la electrólisis, agua (H₂O) se divide en sus componentes, el hidrógeno (H₂) y gas de oxígeno (O₂), a través de una reacción electroquímica. El gas de hidrógeno hizo través del proceso de electrólisis se puede utilizar entonces en una celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM), generando una corriente eléctrica. Esta corriente eléctrica puede usarse para alimentar motores, luces y otros dispositivos eléctricos.

1. usando el electrolizador para producir Gas de hidrógeno

1. Configurar el electrolizador (figura 3).
2. Configurar las botellas de colección de gas, asegurándose de que el nivel de agua destilado en el cilindro exterior está en la marca 0 (figura 4).
3. Conectar el electrolizador a las botellas de colección de gas (figura 5).
4. Conectar un panel solar para el electrolizador mediante hilos puente y exponga a la luz directa sol (fig

Durante el procedimiento de electrólisis, gas hidrógeno y oxígeno se generan una vez que el panel solar está conectado y expuesto a la luz solar. Tarda aproximadamente 10 min para generar suficiente gas de₂ H para llenar el cilindro interno (tabla 1). Tenga en cuenta que hay dos veces más H₂ generado como O₂, como se ve en la ecuación balanceada: