¿Qué es una Pila de Combustible de Metanol?
Las pilas de combustible de metanol son un tipo de pila de combustible que utiliza metanol directamente como combustible.
Las pilas de combustible suelen alimentarse con hidrógeno, pero su introducción ha supuesto un obstáculo debido a la necesidad de equipos a gran escala para generar gas hidrógeno y al elevado coste de los equipos para transportar y almacenar el explosivo gas hidrógeno.
Sin embargo, el metanol, al ser un líquido, puede almacenarse en un volumen menor que el hidrógeno gaseoso, lo que permite reducir el tamaño de las pilas de combustible. También es más fácil de manejar que el hidrógeno gaseoso, lo que facilita la introducción de las pilas de combustible. Por eso se espera que se utilicen, por ejemplo, en dispositivos móviles.
Aplicaciones de las pilas de combustible de metanol
Las pilas de combustible de metanol pueden utilizarse del mismo modo que las pilas normales, siempre que éstas puedan generar electricidad.
En la actualidad, está en marcha el cambio de vehículos de gasolina a vehículos de pilas de combustible para reducir las emisiones de dióxido de carbono, pero la mayoría de los vehículos actuales de pilas de combustible funcionan con hidrógeno. Esto se debe a que la generación de electricidad con Pilas de combustible de metanol sigue planteando algunos problemas.
Sin embargo, a medida que se generalicen las pilas de combustible de metanol, podrían utilizarse para propulsar automóviles y baterías recargables más pequeñas, como las de los teléfonos inteligentes.
Principios de las Pilas de Combustible de Metanol
Existen dos tipos principales de pilas de combustible de metanol; directas y reformadas.
1. Pilas de Combustible de Metanol Directas
Las pilas de combustible de metanol utilizan metanol directamente como combustible y suelen denominarse pilas de combustible de metanol. Constan de un electrodo de combustible (ánodo), donde reacciona el metanol, y un electrodo de aire (cátodo), donde reacciona el oxígeno del aire.
La acción de un catalizador como el platino en el electrodo de combustible hace reaccionar el metanol de la solución acuosa de metanol, generando electrones, que siguen reaccionando mientras dura este combustible. Al generar electricidad mientras se suministra metanol, el combustible puede utilizarse durante un largo periodo de tiempo.
2. Pilas de Combustible de Metanol Reformado
El reformado se refiere a la extracción de hidrógeno a partir del metanol. El hidrógeno extraído se utiliza como combustible para generar electricidad, por lo que el principio de generación de energía es exactamente el mismo que en las pilas de combustible alimentadas con hidrógeno en general, pero como el material de partida es el metanol, estas pilas también se denominan a veces pilas de combustible de metanol.
En el reformado del metanol, éste se mezcla con vapor de agua y reacciona con un catalizador, como cobre, óxido de zinc u óxido de aluminio, que finalmente lo descompone en hidrógeno y dióxido de carbono.
Como se trata de una reacción endotérmica, es necesario suministrar calor desde el exterior para que la reacción se produzca. Es preferible reaccionar a altas temperaturas para acelerar el progreso de la reacción, pero la actividad catalítica de los catalizadores mencionados se desactiva a temperaturas superiores a 300°C.
Más Información sobre Pilas de Combustible de Metanol
1. Características de las Pilas de Combustible de Metanol
Las características típicas de las pilas de combustible de metanol son las siguientes:
- Tamaño reducido
- Costes de instalación reducidos
- Funcionamiento silencioso
- Bajo mantenimiento
Mientras que en las pilas de combustible generales también hay que prever un depósito de hidrógeno, las pilas de combustible de metanol pueden ser más pequeñas porque no necesitan depósito de hidrógeno. Además, no hacen girar una turbina como en la generación de energía térmica o nuclear, por lo que generan electricidad con un ruido de funcionamiento silencioso.
2. Retos de las Pilas de Combustible de Metanol
En las pilas de combustible de metanol, el catalizador del lado del ánodo, que entra en contacto con la solución acuosa de metanol, se contamina con el producto intermedio monóxido de carbono, lo que provoca una reducción de la reactividad. Esto también acorta la vida útil de la propia pila de combustible.
Otro reto importante es el fenómeno de cruce del metanol, por el que el metanol penetra en el electrolito y alcanza el electrodo de aire, lo que provoca una reducción de la eficiencia de generación de energía y del voltaje de la batería. Las pilas de combustible que utilizan metanol, que es barato y fácil de estabilizar pero tiene una vida útil corta, tardarán en generalizarse.