LAS CELDAS DE COMBUSTIBLE FUENTE DE ENERGIA SUSTENTABLE PARA ELMEDIO AMBIENTE.Nieves Lennys1*1. Universidad Pedagógica Exp...
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Las celdas de combustible fuente de energía sustentable para el medio ambiente.       disolventes    tóxicos,         alta...
Las celdas de combustible fuente de energía sustentable para el medio ambiente.siguiente tabla las aplicaciones que actual...
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Articulo concerniente al estudio de las Celdas de Combustible de Hidrogeno como alternativa energetica sustentable para Venenzuela.
Esta basado uen una meto

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  1. 1. LAS CELDAS DE COMBUSTIBLE FUENTE DE ENERGIA SUSTENTABLE PARA ELMEDIO AMBIENTE.Nieves Lennys1*1. Universidad Pedagógica Experimental Libertador, Instituto Pedagógico Luís Beltrán Prieto Figueroa.Lennys0273@yahoo.es.
  2. 2. Palabras clave: Energías renovables, química, technology have not developed a large scale andepistemología, generación estacionaria, generación there are only research-oriented proposals todistribuida. create plants for electricity generation under the technology of the fuel cell solid oxide.Las perspectivas globales hacia el uso de fuentesenergéticas no agresivas al ambiente, determinan Keywords: Renewable energy, chemistry, epistemology,la búsqueda de energías alternas, renovables, más stationary power, distributed generation.eficientes cuyas emisiones de CO2 sean cada vezmenores. En esta búsqueda la química juega un Introducción.papel importante puesto que está presente en losavances tecnológicos y científicos del hombre. Una Una de las tecnologías que ha tomado gran interésalternativa para obtener energía sustentable y se ha ido desarrollando en las últimas décadasapoyada en el uso de la química, la constituye las son las celdas de combustible de hidrogeno, lasceldas de combustible de hidrogeno, puesto que, cuales generan energía limpia, sin ruido, eficiente,generan electricidad combinando hidrógeno y confiable y de alta calidad .Es una tecnologíaoxígeno electro-químicamente, sin ninguna antigua puesto que los primeros indicios acerca decombustión, el único subproducto que se genera es ellas surgen al año 1.839, cuando es presentadaagua 100% pura. El presente artículo aborda esta oficialmente, por el físico aficionado Williamtecnología bajo una perspectiva epistemológica, Grove. No obstante, para esa época no se le dioque permite conocer el estado del arte en entorno a importancia a esta tecnología. Es a partir de 1.960ella durante los últimos años. También reseña las cuando las investigaciones de Grove fueronconclusiones preliminares de una investigación retomadas por la National Aeronautics end Spacedocumental previa. Que permitió discernir qué a Administration (NASA), para ser implementadasnivel internacional las celdas de combustible de en los proyectos espaciales Apolo y Géminis.hidrogeno han invadido el mercado puesto quetienen muchas aplicaciones y se perfilan como la En la actualidad, se pueden identificar seis tiposenergía del futuro. En Venezuela los estudios de diferentes de celdas de combustible. En las cualesesta tecnología no se han desarrollado a gran la esencia de su funcionamiento es básicamente laescala solo existen investigaciones y propuestas misma, aun cuando cada una de ellas poseeorientadas hacia la creación de plantas para la características de fabricación y operacióngeneración de electricidad bajo la tecnología de la totalmente diferentes.celda de combustible de óxido sólido. Papel de la química en el desarrollo de energíasAbstract: alternativas.The overall outlook towards the use of energy La Química ha permitido al mundo alcanzarsources are not aggressive to the environment, estados de salud, seguridad y confort que hace undetermine the search for alternative energy, siglo eran inimaginables: medicamentos, plásticos,renewable, more efficient with CO2 emissions are combustibles, fertilizantes, telas sintéticas...Sinsteadily diminishing. In this pursuit chemistry plays embargo, los procesos químicos para obtenerlos,an important role since it is present in the scientific han implicado la utilización de disolventesand technological progress of man. An alternative orgánicos, altas temperaturas y presiones, y, porfor sustainable energy supported in the use of ende, un gran gasto energético y extremachemical, fuel cells is hydrogen, since electricity contaminación tanto de los suelos como del aire ygenerated by combining hydrogen and oxygen agua del planeta.electro-chemically, without combustion, the only Por lo tanto, según el artículo Con rumbo hacia laby-product water generated is 100% pure. This Química Sustentable, del diario El Universal.article discusses this technology an México D.F publicado por Olivares (2.008), asumeepistemological, which identifies the state of the art que:around it in recent years. Also review the La química industrial del mañana espreliminary findings of a prior documentary la sustentable. Esto plantea unresearch. Allowing international discern what the abordaje investigativo, de todos loshydrogen fuel cell have flooded the market since procesos químicos. No se puedethey have many applications and are seen as the pensar en una planta industrial deenergy of the future. In Venezuela, studies of this 2050 en la que se empleen
  3. 3. Las celdas de combustible fuente de energía sustentable para el medio ambiente. disolventes tóxicos, altas un electrolito en medio de ellos .El oxígeno que temperaturas y presiones, porque ello pasa a través de un electrodo e hidrógeno a través significaría un enorme gasto del otro, generan electricidad, agua y calor. El energético y más contaminación. La hidrógeno que funciona como combustible es química sustentable intenta, en la alimentado al ánodo de la celda de combustible en medida de lo posible, que las donde se oxida. El oxígeno (o aire) entra a la celda reacciones químicas se hagan con a través del cátodo, en donde se lleva a cabo la disolventes benignos, de preferencia reacción de reducción de oxígeno tal como se agua, a temperatura y a presión observa en la figura 1. ambientales.En este sentido, una alternativa energética apoyadaen el uso de la química, bajo una perspectivasustentable para el medio ambiente, lo constituyenlas celdas de combustible ya que, no producencontaminación ni consumen recursos naturales.Son dispositivos seguros ya que en muchos casosel hidrógeno es más seguro que el combustible queestá siendo reemplazado, puesto que si existe fugaa la atmosfera se disipa rápidamente y no es Calor.toxico; son sistemas eficientes, de funcionamiento Figura 1. Mecanismo de funcionamiento de unasilencioso; de larga vida; poco mantenimiento y celda de combustible.gran modularidad ya que se pueden elaborarceldas de combustible en cualquier tamaño. En este sentido, la investigación científica hoy día permite conocer seis tipos de celda de combustible;La investigación científica en torno a las Celdas Celda de polímero sólido (PEM); Celda de ácidode combustible. fosfórico. (PAFC);Celda de carbonato fundido (MCFC); Celda de óxido sólido; (SOFC); Celda deLa primera celda de combustible fue construida en combustible de metanol directo (DMFC); Celda de1839 por Sir. William Grove, juez y científico galés. combustible alcalino (AFC). Merino (2.009).ElSin embargo, el verdadero interés en las celdas funcionamiento básico de cada una de ellas escomo un generador práctico de energía, llegó a similar, pero difieren en cuanto a materiales decomienzos de los años 1960, cuando el programa fabricación, eficiencia y operacionalidad.espacial de EE.UU. seleccionó a las celdas comogenerador en sus naves espaciales Géminis y Aplicaciones de las Celdas de Combustible.Apolo, para proporcionarles energía eléctrica yagua. Romero (2.009). A raíz de ello esta Asumiendo lo aseverado por Romero, (2.009) entecnología ha ido evolucionando y se ha convertido cuanto a su aplicación, observamos que “seen una gran alternativa que puede competir con utilizan para el transporte (vehículos terrestres),tecnologías de generación de energía eléctrica aplicaciones móviles (sustitución de baterías deconvencionales. video cámaras, computadoras portátiles, telefonía celular y otros equipos electrónicos…), generaciónEn este aspecto, Merino (2.009) y otros sostienen de energía estacionaria mediante combinación deque “Una celda de combustible es un dispositivo sistemas combinados de calor y potenciaelectroquímico que convierte la energía química de (abastecimiento de electricidad y calor a ununa reacción directamente en energía eléctrica”. edificio o casa habitación), y vehículos espaciales”.Es decir, genera electricidad combinando Lo cual, dicho de otro modo se traduce a múltipleshidrógeno y oxígeno electro-químicamente sin aplicaciones en el contexto humano. No obstante,ninguna combustión. Su estructura física, “consiste estas aplicaciones están limitadas por el elevadoen una capa de electrolito en contacto con un coste de instalación y porque aún se deben limitaránodo y cátodo poroso en ambos lados”. Parsons, defectos técnicos.(2.010). Por lo tanto, la celda de combustible es el La revisión documental llevada a cabo para laresultado del acoplamiento de dos electrodos con elaboración de este trabajo permite resumir en la X Jornadas de Química, Ambiente y Sociedad La Química y la sustentabilidad energética Universidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico Luis Beltrán Prieto Figueroa 20 y 21 de Abril de 2012. e-mail: esostenible@hotmail.com
  4. 4. Las celdas de combustible fuente de energía sustentable para el medio ambiente.siguiente tabla las aplicaciones que actualmente se energía sustentable para el planeta.En tal sentidoles da a las celdas de combustible en el mercado. se utilizó como estrategia metodológica la revisión bibliográfica, la cual consiste según ÁlvarezTabla N. 1. Aplicaciones que se le da a la tecnología de (2.010) en “una compilación, de datos de diversasceldas de combustible. fuentes”, los cuales son analizados e incorporados a una determinada investigación.APLICACIÓN. TIPO DE CELDA En este orden de ideas, se recopilo informaciónPortátiles y de PEMFC,MDCF, pertinente a la temática de estudio, extraída de respaldo. SOFC. varios artículos de revistas de publicaciones Autobuses PEMFC científicas, nací como también de tesis o trabajos urbanos. de grado de índole nacional e internacional publicados en la Web. Esta estrategia permitió Motos SOFC presentar un esbozo del estado del arte de la producción científica tecnológica de las celdas de Inmuebles PEMFC, SOFC, combustible a nivel nacional e internacional. CMFC. Centrales Resultados. eléctricas. SOFC La comunidad internacional esta consiente delCeldas de Combustible en Venezuela. hecho de que los combustibles fósiles están destinados al agotamiento en un futuro no muyEn Venezuela el estudio de las Celdas de lejano, de allí su iniciativa para la búsqueda deCombustible como generadoras de energía, se ha nuevas fuentes de producción energética y eldesarrollado bajo la perspectiva de generación retorno e impulso durante, las últimas décadas deldistribuida. La cual citando a Gonzalez-Longatt, estudio, investigación, análisis y desarrollo de la2.004. “Constituye la integración de nuevas formas tecnología de las celdas de combustible. Por lode generación eléctrica, sistemas de tanto, actualmente a nivel global existenalmacenamiento y generación renovable que se organizaciones e instituciones que inviertenlocalizan cerca de la demanda”. Es decir, elevados recursos para el perfeccionamiento depequeños generadores de potencia localizados esta tecnología de generación de energía con elcerca de los usuarios donde la energía es propósito de incorporarla en los procesos deconsumida. producción.En este aspecto el modelo de celda de combustible Conclusión.que ha sido más estudiada en nuestro país es laCelda de Combustible de Óxido Sólido, de la cual Finalmente, se puede aseverar que la tecnología deexisten investigaciones en las cuales se explican los las celdas de combustible durante los últimosmecanismos electro-químicos de operación para cuarenta años ha experimentado una evoluciónuna planta de generación eléctrica con esta acelerada que la perfila como la alternativa mástecnología. Puesto que este tipo de celda posee una viable para logro de la transición energética, cuyaeficiencia de generación máxima del 80 % usando meta es un cambio hacia energías alternas,cogeneración aunado al bajo costo de fabricación. renovables y más eficientes que permitan disminuirLo que la convierte en la opción más asequible las emisiones de CO2 a la atmosfera causantes delpara ser implementada en nuestro país. cambio climático. Con respecto a Venezuela la tecnología de laAproximación Metodológica. Celda de Combustible no ha sido desarrollada a gran escala, solo existen investigaciones y una El diseño de esta investigación es documental y propuesta para la creación de una planta deexploratorio debido a quees un estudio particular generación eléctrica con la tecnología de la Celdaque pretende conocer y profundizar la base de Combustible de Óxido Sólido, orientada hacia laepistemológica que sustenta la tecnología de las generación de electricidad en pequeña escalaceldas de combustible como fuentes generadoras de dentro del modelo de la generación distribuida. X Jornadas de Química, Ambiente y Sociedad La Química y la sustentabilidad energéticaUniversidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico Luis Beltrán Prieto Figueroa 20 y 21 de Abril de 2012. e-mail: esostenible@hotmail.com
  5. 5. Las celdas de combustible fuente de energía sustentable para el medio ambiente. Disponible enBibliografía. http//:www.ingenieria.u.c.com/org./pdf/rev ista/articulo/pdf1.[Consulta: 2.012Ascanio, C. (2.009)La investigación en celdas de ,Febrero 08]. combustible de hidrógeno en Venezuela en el marco de la transición energética Parsons, I. (2.010) Fuel Cell mundial.Centro de Estudio de la Ciencia, Handbook.ScienceApplications IVIC, Caracas-Venezuela. [Resumen en International línea] Disponible en Corporation,NinthEdition.[Artículo en http://www.minci.gob.ve/artículos/ivcpione línea]. Disponible en: ro_eninvestigacion.htm. [Consulta: 2.012, http://www.intech.unu.edu/publications/dis Marzo 21] cussion-papers/2010-3.pdf [Consulta: 2012, Marzo 09]Escobedo, E (2.006) Modelado dinámico de celdas de combustible.Tesis para obtener el Merino, I. (2.009) Nuevos materiales para grado de maestro en ciencias en ingeniería SOFC`S. Artículo publicado por la Red Mecatrónica, Cuernavaca, Morelos. Española de Pilas de Combustible, México. Disponible en: Baterías avanzadas e H2. Madrid. http//www.miliarium.com/monografías/ene .[Articulo en línea]Disponible en la rgía/eficiencia_energética_renovables/cog Plataforma Tecnológica Española del eneración.htm.[Consulta: 2.012 ,Marzo Hidrógeno y de las Pilas de Combustible: 09] http://www.ptehpc.org/.[Consulta: 2.012, Marzo 22]González-Longatt, F. Peraza, C. y Villanueva, C (2004) Comportamiento Dinámico de Olivares, C. (2008).Con rumbo hacia la química Plantas de Celdas de Combustible: sustentable. [Documento en Ambiente Distribuido. Revista de línea].Disponible en Ingeniería de UC, Diciembre2004, Vol 11, http://www.ElUniversal.mex.D.F.com N° 3, Valencia. Documento en línea [Consulta: 2.012, Febrero 17] X Jornadas de Química, Ambiente y Sociedad La Química y la sustentabilidad energéticaUniversidad Pedagógica Experimental Libertador. Instituto Pedagógico Luis Beltrán Prieto Figueroa 20 y 21 de Abril de 2012. e-mail: esostenible@hotmail.com

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