Celdas de hidrógenoPor:Bobadilla Barrón BelénPeralta GustavoQuiroz Lima Samuel

Definiciones• Es un tipo de celda de combustible que genera una conversión

de energía electroquímica.• Cumple un ciclo regenerativo.• Reabastece y convierte continuamente energía química del

combustible (hidrógeno) y del oxidante (oxígeno) en energía eléctrica.

Estructura

La membrana• PEM: Proton Exchange Membrane

PEM

Funcionamiento

Funcionamiento Químico

Funcionamiento Químico

Funcionamiento Químico

Funcionamiento Químico

Funcionamiento Químico

Funcionamiento Químico

Diagrama de integración

Reabastecimiento• Sistemas de almacenamiento de hidrógeno• Hidrógeno Líquido (almacenamiento criogénico)• Acumulador a presión (estado gaseoso)• Contenedor metálico (enlace químico)

Reabastecimiento

Arreglo de celdas

Rendimiento

Rendimiento

Rendimiento

Desventajas• Aún no puede ser implementado como fuente primaria de

energía.• Costos de desarrollo aún muy elevados.• Requiere de integración con otras áreas de ingeniería como la

electrónica de potencia, mecánica y de control.

Desventajas• Costos de implementación en vehículos muy elevados.• Requeriría una gran inversión para desarrollar la

infraestructura para la red de recarga de combustible.

Desventajas• Riesgo por la volatilidad del hidrógeno:• Desarrollo de tanques de combustible con tecnología para

monitorear, controlar y contener alguna reacción imprevista del hidrógeno.

Ventajas• Generación de energía sin emisión de contaminantes

químicos.• Disminución de contaminación por ruido.• Desarrollo de motores inteligentes=>ahorro de combustible.• Alternativa para desarrollar motores híbridos.• Único combustible libre de carbón con gran disponibilidad• Bajas emisiones de nitrógeno, ventaja sobre el Diesel• Posibilidad de hibridación• Posibilidad para generar electricidad

Aplicaciones• Implementación en vehículos híbridos• Pioneros:• 1971-Ford (almacenamiento de hidrógeno criogénico)• 1975 Mercedes Benz• 1979-BMW, mezcla criogénica, vehículo híbrido• 1999-BMW 750hL, 12cil.

Aplicaciones• 2007-BMW Hydrogen 7:• Primer auto con motor de combustión de hidrógeno• Producción en serie• 12 cil (191kW) con tanque de hidrógeno líquido

Referencias• Pischlinger, S. Alternative Vehicle Propulsion Systems.

Rheinisch-Westfalische Technische Hochschule Aachen: Alemania, 2009.

• Eckstein, L. Alternative and Electrified Vehicle Propulsion. Rwthaachen University: Alemania, 2012.