Pilas de combustible y su desarrollo

Fuel batteries and their development

El pronosticado cenit del petróleo, las regulaciones ambientales y el precio del crudo han incentivado la búsqueda de nuevos dispositivos para producir energía de forma eficiente y poco contaminante. Sin lugar a dudas, las pilas de combustible son dispositivos que cumplen estas características, pues son más eficientes que la mayoría de máquinas de combustión y generan menos emisiones. Gracias a estas ventajas, el mercado de las pilas de combustible se ha venido ampliando. En este artículo se revisa el mercado potencial de las pilas de combustible y los retos a los cuales se enfrentan sus desarrolladores para poder posicionarlos en el mercado. También se mencionan algunos de los productos disponibles comercialmente y las actividades internacionales para su desarrollo.

INTRODUCCIÓN

La primera pila de combustible fue construida en 1839 por sir William Grove; sin embargo, el verdadero interés en estos dispositivos generadores de energía se dio en la década de los sesenta, cuando el programa espacial de Estados Unidos las utilizó para suministrar electricidad y agua a las naves espaciales Gemini y Apollo. Hoy en día, la aplicación espacial ya no es su único mercado, puesto que las pilas de combustible están alcanzado una etapa tecnológica que las acerca a poder competir con las tecnologías convencionales de generación eléctrica (Cano, 1999). 

Diversas razones han impulsado la implementación de las pilas de combustible, entre ellas las altas eficiencias, debido a que —a diferencia de las máquinas térmicas— no están regidas por el ciclo Carnot; generan bajas emisiones de contaminantes, bajos costos de mantenimiento y amplios rangos de energía (desde algunos vatios hasta cientos de megavatios), y permiten la diversificación del suministro de energía global (Báez y Rodríguez, 1999). ​

Sin embargo, existen limitaciones que deben superarse para que se intensifique el uso de este tipo de dispositivos, dentro de las que se encuentran el costo de capital, el cual debe pasar de US$3.000 a US$4.000 por kW a US$1.000 por kW (Lloyd, 1999); las limitaciones en los materiales de fabricación, por cuanto es preciso desarrollar materiales resistentes al estrés térmico, a la acción de los contaminantes en el combustible y en el oxidante y al efecto corrosivo de los electrolitos, y, por último, la distribución y almacenamiento de combustible como el metanol, hidrógeno, etc., para los cuales no se cuenta actualmente con la infraestructura de transporte y ni de suministro.​