Celdas de combustible: componentes, operación y aplicaciones
Palabras clave:
celdas de combustible, hidrógeno, temperaturas de operación, aplicaciones, desarrollo sustentableResumen
Las celdas de combustible son dispositivos electroquímicos que convierten la energía química de combustibles directamente en energía eléctrica mediante una reacción de óxido-reducción. El combustible y agente oxidante más comunes son el hidrógeno y el oxígeno, respectivamente. Los componentes principales de una celda de combustible son el electrolito, electrodos (ánodo y cátodo) y el circuito externo. Las temperaturas de operación van desde 15 hasta 1000 °C. Las aplicaciones dependen de varios factores como el electrolito, combustible, temperatura de operación y catalizadores. Entre las principales aplicaciones de las celdas de combustible está suministrar energía a dispositivos móviles y edificios, así como en la industria aeroespacial. Las principales ventajas de estos dispositivos son las altas eficiencias y bajas emisiones de CO2, esto convierte a las celdas de combustible en una opción atractiva para el desarrollo sustentable.
Referencias
Agrahari, R., Agarwal, P., & Rani, R. (2023). Microbial fuel cell for simultaneous wastewater treatment and bioelectricity generation. In C. M. Hussain, A. Kushwaha,
R. N. Bharagava and L. Goswami (Ed.), Bio-Based Materials and Waste for Energy Generation and Resource Management. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/B978-0-323-91149-8.00012-0. Fecha de consulta: 18 de mayo de 2023.
Bhosale, A. C., Suseendiran, S. R., Ramya, R., Choudhury, S. R., & Rengaswamy,
R. (2022). Phosphoric Acid Fuel Cells. In T. M. Letcher (Ed.), Comprehensive Renewable Energy. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/B978-0-12- 819727-1.00006-6. Fecha de consulta: 13 de enero de 2023.
Breeze, P. (2017). An Introduction to Fuel Cells. In P. Breeze (Ed.), Fuel Cells. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/B978-0-08-101039-6.00001-7. Fecha de consulta: 6 de febrero de 2023.
Breeze, P. (2019). Fuel Cells. In P. Breeze (Ed.), Power Generation Technologies. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102631-1.00007-9. Fecha de consulta: 9 de diciembre de 2022.
Campanari, S., & Guandalini, G. (2020). Fuel cells: opportunities and challenges. In
A. Basile, G. Centi, M. De Falco y G. Iaquaniello (Ed.), Studies in Surface Science and Catalysis. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/B978-0-444-64337- 7.00018-5. Fecha de consulta: 4 de enero de 2023.
Fan, L., Tu, Z., & Chan, S. H. (2021). Recent development of hydrogen and fuel cell technologies: A review. Energy Reports. 7: 8421–8446. https://doi.org/10.1016/J.EGYR.2021.08.003
Ferriday, T. B., & Middleton, P. H. (2021). Alkaline fuel cell technology - A review. International Journal of Hydrogen Energy. 46: 18489–18510. https://doi.org/10.1016/J.IJHYDENE.2021.02.203
Ferriday, T. B., & Middleton, P. H. (2022). Alkaline Fuel Cells, Theory and Applications. In T. M. Letcher (Ed.), Comprehensive Renewable Energy. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-819727-1.00080-7 . Fecha de consulta: 25 de enero de 2023.
Fuller, T. F., & Gallagher, K. G. (2008). Phosphoric acid fuel cells. In M. Gasik (Ed.), Materials for Fuel Cells. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1533/9781845694838.209. Fecha de consulta: 20 de enero de 2023.
Kouam Ida, T., & Mandal, B. (2023). Microbial fuel cell design, application and performance: A review. Materials Today: Proceedings. 76: 88–94. https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2022.10.131
Li, X., & Faghri, A. (2013). Review and advances of direct methanol fuel cells (DMFCs) part I: Design, fabrication, and testing with high concentration methanol solutions. Journal of Power Sources. 226: 223–240 https://doi.org/10.1016/J.JPOWSOUR.2012.10.061
Lindorfer, J., Rosenfeld, D. C., & Böhm, H. (2020). Fuel Cells: Energy Conversion Technology. In T. M. Letcher (Ed.), Future Energy: Improved, Sustainable and Clean Options for Our Planet. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/B978-0-08- 102886-5.00023-2. Fecha de consulta: 7 de enero de 2023.
Meylani, V., Surahman, E., Fudholi, A., Almalki, W. H., Ilyas, N., & Sayyed, R. Z. (2023). Biodiversity in microbial fuel cells: Review of a promising technology for wastewater treatment. Journal of Environmental Chemical Engineering. 11: 109503. https://doi.org/10.1016/J.JECE.2023.109503
Nguyen, Q. M. (1988). Technological status of nickel oxide cathodes in molten carbonate fuel cells — A review. Journal of Power Sources. 24: 1–19. https://doi.org/10.1016/0378-7753(88)80085-5
Oka, Y. (2009). FUEL CELLS – PHOSPHORIC ACID FUEL CELLS | Cells and Stacks. In J. Garche (Ed.), Encyclopedia of Electrochemical Power Sources. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00277-X. Fecha de consulta: 9 de febrero de 2023.
Pramuanjaroenkij, A., & Kakaç, S. (2023). The fuel cell electric vehicles: The highlight review. International Journal of Hydrogen Energy. 48: 9401–9425. https://doi.org/10.1016/J.IJHYDENE.2022.11.103
Santoro, C., Arbizzani, C., Erable, B., & Ieropoulos, I. (2017). Microbial fuel cells: From fundamentals to applications. A review. Journal of Power Sources. 356: 225–244. https://doi.org/10.1016/J.JPOWSOUR.2017.03.109
Skabelund, B. B., & Milcarek, R. J. (2022). Review of thermal partial oxidation reforming with integrated solid oxide fuel cell power generation. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 168: 112852. https://doi.org/10.1016/J.RSER.2022.112852
Sørensen, B., & Spazzafumo, G. (2018). Fuel cell systems. In B. Sørensen (Ed.), Hydrogen and Fuel Cells. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/B978-0- 08-100708-2.00004-7. Fecha de consulta: 9 de febrero de 2023.
Sundén, B. (2019). Fuel cell systems and applications. In B. Sundén (Ed.), Hydrogen, Batteries and Fuel Cells. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816950-6.00011-7. Fecha de consulta: 9 de febrero de 2023.
Zuo, Y., Sheng, W., Tao, W., & Li, Z. (2022). Direct methanol fuel cells system–A review of dual-role electrocatalysts for oxygen reduction and methanol oxidation. Journal of Materials Science & Technology. 114: 29–41. https://doi.org/10.1016/J.JMST.2021.10.031
