Generador de celdas de combustible

Las pilas de combustible son una fuente de energía eléctrica prometedora, duradera, confiable y respetuosa con el medio ambiente. Una celda de combustible (o como también se le llama generador electroquímico) es un dispositivo que convierte la energía química de un combustible en energía eléctrica durante una reacción electroquímica. Idealmente, el hidrógeno es necesario para que la celda de combustible funcione como suministro de combustible. Sin embargo, la producción y almacenamiento de dicho combustible es bastante caro. Por lo tanto, los generadores "portátiles" de celdas de combustible funcionan con combustible que contiene hidrógeno. Como tal combustible, podemos utilizar los hidrocarburos habituales: metano, butano, propano, metanol, gasolina.

Cuando se utiliza hidrógeno como combustible, los productos de una reacción química, además de la electricidad deseada, son el calor y el agua. En este caso, un generador de este tipo es absolutamente inocuo para el medio ambiente. Cuando se utilizan hidrocarburos como combustible (por ejemplo, propano), también se liberarán al medio ambiente óxidos de carbono y nitrógeno. Sin embargo, su valor es significativamente menor que durante la combustión normal.

Dispositivo y principio de funcionamiento.

El generador de pila de combustible consiste en:

  • procesador de combustible
  • secciones de generación de energía
  • convertidor de voltaje

El procesador de combustible convierte el combustible de hidrocarburo en hidrógeno, que es necesario para la reacción electroquímica (reformado). El elemento principal del dispositivo es un reformador. Por ejemplo, el gas natural que ingresa a un reformador reacciona con el vapor de agua a temperaturas muy altas (aproximadamente 900 ° C) y alta presión en presencia de un catalizador (níquel). El vapor requerido para la conversión se forma a partir del condensado debido al funcionamiento de la celda de combustible. Al mismo tiempo, se utiliza calor, también liberado como resultado de su trabajo.

La sección de generación de energía es la parte principal del generador. Consiste en una variedad de celdas de combustible cuyos electrodos contienen un catalizador de platino. Con la ayuda de estas células se produce una corriente eléctrica constante.

Convertidor de voltaje La corriente continua producida por las celdas de combustible es inestable, tiene un bajo voltaje y un alto amperaje. Se utiliza un convertidor de voltaje para convertirlo a corriente alterna, que cumple con los estándares, así como para proteger el circuito eléctrico de varias fallas.

En un generador de este tipo, aproximadamente el 40% de la energía de un combustible de hidrocarburo se puede convertir en energía eléctrica. Además, otro 40% de la energía del combustible se convierte en energía térmica. Puede usarse para calentar la habitación y la misma agua en el suministro de agua. Por lo tanto, la eficiencia total de dicho generador puede alcanzar el 80%.

La ventaja de un generador de celda de combustible es:

  • Puede ser una fuente de suministro de electricidad y calor;
  • Alta eficiencia del 50%. Y si utiliza el calor obtenido como resultado del trabajo, entonces todo el 80%;
  • Falta de vibraciones y ruidos;
  • cantidad mínima de contaminantes;
  • fiabilidad (sin partes móviles)
  • facilidad de operación

Desventajas y características:

  • costo relativamente alto;
  • El hidrógeno se utiliza más eficientemente como combustible;

Los fabricantes de accesorios para caravanas se interesaron por las tecnologías modernas y de moda y lanzaron varios de sus desarrollos.

Truma VeGa

La compañía alemana Truma, especializada en dispositivos de caravana de gas y eléctricos, junto con el Instituto de Microtécnica IMM, desarrolló el generador de energía de celda de combustible Truma VeGa. La idea era hacer un generador asequible en una nueva tecnología de celdas de combustible cada vez más popular para el consumidor masivo. El sistema recibió un premio de plata F-CELL en 2007 y un premio en la exposición Bavarian Energy en 2008. El producto de tecnología pública en general se presentó en la exposición Caravan Salon en 2012 en Düsseldorf. En el mismo año, comenzó su producción en masa y sus ventas.

Para generar hidrógeno y luego convertirlo en electricidad, Vega utiliza gas licuado de petróleo (propano / butano). El rendimiento máximo del dispositivo es de 250 W / ho 6 kW / día. Por lo tanto, VeGa permite utilizar al mismo tiempo una multitud de consumidores de energía en una casa móvil. De serie, lleno de propano, 11 kg. Globo, VeGa puede exprimir hasta 28 kW de electricidad. Por lo tanto, dependiendo del consumo de electricidad, puede vivir de forma independiente durante varias semanas.

El sistema funciona de forma totalmente automática. Tan pronto como el voltaje de la batería se "hunde" por debajo de lo normal, el Vega se enciende y carga la batería con una corriente de hasta 20 A. La corriente de carga correcta puede adaptarse a diferentes tipos de baterías (ácida, alcalina, helio). Después de alcanzar el voltaje óptimo en los terminales de la batería, VaGa vuelve al modo de espera. Además, el generador de celdas de combustible VeGa puede ser forzado a arrancar. La pantalla táctil a color muestra todos los parámetros operativos necesarios: corriente de carga, voltaje de la batería e intervalos de trabajo.

La ventaja de este sistema sobre otras fuentes de energía alternativas (paneles solares y generadores eólicos) es la disponibilidad y el bajo costo relativo de las materias primas utilizadas (gas propano / butano), la estabilidad en cualquier momento del día en un amplio rango de temperatura.

Y ahora sobre lo triste. El valor de mercado de Truma Vega en el catálogo de Movera fue de 7.000 euros. Precio demasiado alto para las nuevas tecnologías, incluso para una caravana europea. Las ventas fueron muy lentas. Truma VeGa desapareció de las páginas de directorios en 2015. Hoy, Truma está tratando de no recordar este sistema.

Efoy

EFOY ha tenido éxito en el desarrollo y venta de generadores de celdas de combustible. La principal diferencia con Truma Vega es que la calidad de las materias primas (combustible) de los generadores EFOY utiliza metanol (alcohol metílico CH₃OH). El metanol es vendido por el fabricante en botes de 5 y 10 litros. (El precio en el catálogo de Movera es de 30 y 45 euros respectivamente). 5 litros de metanol son suficientes para generar 5,5 kW de electricidad.

Para autocaravanas y caravanas EFOY produce 3 tipos de generadores:

  • Confort 80. Potencia máxima - 40 vatios. Capacidad - 80 Ah por día. Corriente de carga - 3.3 A. Costo (Movera) - 2600 Euro
  • Confort 140. Potencia máxima - 72 vatios. Capacidad - 140 Ah por día. Corriente de carga - 6 A. Costo (Movera) - 4000 Euro
  • Confort 210. Potencia máxima - 105 vatios. Capacidad - 210 Ah por día. Corriente de carga - 8.8 A. Costo (Movera) - 5600 Euro

Al igual que VeGa, el EFOY tiene una función de carga automática en la batería y se activa solo cuando es necesario.

Dignidad El generador es silencioso y respetuoso con el medio ambiente. Produce solo calor, vapor de agua y muy poco dióxido de carbono. Funciona independientemente de la hora del día en el rango de temperatura de - 10 ° C a +40 ° C.

EFOY también produce generadores de la serie Pro para escala industrial.

Desventajas. Todavía no se resuelve el problema de precios de la celda de combustible. Como catalizador en las celdas de las celdas de combustible, se usa material caro, platino, que por supuesto afecta el precio.

Cabe señalar que, además de EFOY, las celdas de combustible de metanol están comprometidas por un gran número de empresas. Toshiba presenta celdas de combustible de metanol compactas para los jugadores, teléfonos y computadoras portátiles. Las celdas de combustible de etanol son, con mucho, el reemplazo más probable para las baterías convencionales.

Mira el video: Vehículo Eléctrico con celdas de combustible a hidrógeno (Octubre 2019).

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