¿Qué son las pilas de combustible? ¿Qué ventajas presentan en la generación
• Responde: Isaac Asimov
Una pila de combustible es un dispositivo para generar electricidad. Para entender su valor consideremos las palabras, «combustible» y «pila» por separado.
Para generar electricidad a partir de un combustible como el carbón o el petróleo hay que quemarlos primero. La energía producida por su combustión convierte agua en vapor, que se utiliza a su vez para hacer girar una turbina colocada en un campo magnético. De esta manera se genera una corriente eléctrica. Es decir, convertimos la energía química del combustible en energía térmica para luego convertir ésta en energía eléctrica.
En el transcurso de esta doble conversión se pierde gran parte de la energía química primitiva Pero el combustible es tan barato que esa pérdida no impide producir grandes cantidades de electricidad sin un gasto excesivo.
También es posible convertir directamente energía química en energía eléctrica sin pasar por el calor. Para ello hay que usar una pila eléctrica. Esta pila consiste en una o más soluciones de ciertos productos químicos en las que se sumergen dos barras metálicas llamadas electrodos. En cada uno de los electrodos se produce una reacción química en la que o se absorben o se liberan electrones. La presión de electrones en uno es mayor que en el otro, de modo que si los dos están conectados mediante un cable, los electrones pasarán por él de un electrodo a otro.
Ese flujo de electrones es una corriente eléctrica, que persistirá mientras las reacciones químicas persistan en la célula. Las baterías de linterna son un ejemplo de tales pilas.
Hay casos en los que si se hace pasar una corriente eléctrica a través de una pila agotada, las reacciones químicas que tienen lugar en su interior se desarrollan, al revés, con lo cual la célula puede volver a almacenar energía química y producir otra vez una corriente eléctrica. Las baterías de los coches son un ejemplo de pilas reversibles.
La energía química que se pierde en una pila es mucho menor, puesto que se convierte en electricidad en un solo paso. Como contrapartida, los productos químicos que utilizan las pilas son todos ellos muy caros. Las pilas de linternas utilizan cinc, por ejemplo, y plomo las baterías de los coches. El coste de los metales necesarios para abastecer de electricidad a una ciudad entera por este procedimiento sería de miles de millones de dólares diarios.
La pila de combustible sería un dispositivo que combinase ambas ideas: La de combustible y la de la pila eléctrica. Es una célula cuyas reacciones químicas no implican el uso de metales caros, sino de combustibles baratos. La energía química de dichos combustibles se convierte en energía eléctrica en un solo paso, con una pérdida mucho, menor que en el procedimiento normal de dos etapas. De este modo se puede multiplicar sustancialmente la cantidad de electricidad disponible por el hombre.
La pega es que es difícil fabricar una pila de combustible, que realmente funcione con garantías. Se han fabricado algunas en las que la energía eléctrica se extrae de la combustión de hidrógeno con oxígeno, pero, el hidrógeno sigue siendo bastante caro. En lugar del hidrógeno se ha utilizado también monóxido de carbono, que es algo más barato. Recientemente se han fabricado también pilas que funcionan a base de combinar desperdicios con oxígeno bajo la influencia de la acción bacteriana. No cabe duda de que la idea de convertir desperdicios en electricidad es interesantísima, porque resolvería dos problemas: La obtención de energía barata y la eliminación de desperdicios.
Aún queda mucho por hacer antes de que las pilas de combustible sean realmente prácticas, pero, con todo, representan una de las grandes esperanzas del futuro.
Enviado por: Paco Beruga.
Autor: Isaac Asimov. Doctor en química. Rusia.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)