TECNOLOGÍA DE ACUMULADORES CELULARES

La tecnología de impulsión por acumuladores celulares está rodeada de entusiasmo, dado que es una energía que no emite dióxido de carbono u otros contaminantes. Los fabricantes de todo el mundo están en una carrera por desarrollar un acumulador mejor que todos las demás. En estas páginas repasaremos los desarrollos tecnológicos en Japón.

Unidad de control de potencia del vehículo Honda FCX http://www.hondacorporate.com/fcx/

ARRIBA: Honda FCX con acumulador celular

DERECHA: Cuando las moléculas de hidrógeno entran en contacto con el electrolito, en el electrodo de difusión de hidrógeno (terminal negativo), se divide en iones de hidrógeno y electrones. Los electrones fluyen a través del circuito externo al electrodo de difusión de oxígeno (terminal positivo), generando una corriente eléctrica. Los iones de hidrógeno pasan a través del electrolito al electrodo de oxígeno. Allí se combinan con el oxígeno procedente del aire y los electrones del circuito externo, formando agua. Este proceso es continuo.

Esta tecnología se basa en la producción directa de electricidad a través de la reacción electroquímica hidrógeno/oxígeno (ver las ilustraciones arriba). El hidrógeno se puede obtener de muchas substancias, desde el gas natural al biogas y dado que los acumuladores celulares no queman combustibles, generalmente no emiten gases dañinos. 

Este tipo de acumuladores cuentan con una tasa de eficiencia del 60% en la conversión energética, lo que puede ser elevado a un 80% en caso de utilizar también el calor irradiado. Esta tasa de eficiencia es la más elevada entre los generadores de energía, lo que supone otra ventaja. Estos acumuladores celulares fueron utilizados por primera vez en los años sesenta como fuente energética para los vehículos espaciales, y desde la crisis petrolera de los setenta los investigadores de un gran número de países están buscando la forma de utilizarlos en las estaciones térmicas.

El desarrollo de los acumuladores celulares se ha visto fuertemente impulsado en Japón con motivo de dos planes de 10 años pertenecientes a un proyecto nacional lanzado en 1981. Uno de los resultados del proyecto fue la comercialización de los Acumuladores Celulares de Acido Fosfórico (PAFC, siglas en inglés). Cuando se encontraban en su momento álgido hace algunos años, se instalaron cerca de 200 en diferentes partes del país, generando cada uno de 50 a 200 kW. 

Varias docenas de ellos permanecen aún operativos, produciendo un total de cerca de 10.000 kW para la industria y edificios públicos. Pero la electricidad producida a través de los PAFCs cuesta entre 400.000 y 500.000 yenes por kW, mucho más que el coste de producirla con turbinas de gas. Esto explica el por qué no son utilizados de forma intensiva.

En el citado proyecto nacional se desarrollaron varios tipos de acumuladores celulares y el que ha sufrido un mayor desarrollo en la última década es el Acumulador Celular de Membrana de Polímero Electrolítico (PEMFC, siglas en inglés). Éste genera mucha electricidad a temperatura ambiente, dando esperanzas de que será capaz de alimentar vehículos y casas. En el año 2002, Toyota y Honda completaron la fabricación de sus modelos impulsados por los PEMFC. Las dos compañías han producido siete vehículos con destino a la oficina del Gabinete y al Ministerio de Economía, Comercio e Industria.

Honda también ha producido tres unidades para la ciudad de Los Angeles, en EE.UU.

El Honda FCX impulsado por acumulador celular cuenta con un PEMFC con una salida máxima de 78 kW. Los tanques de alta presión (350 atmósferas) contienen 156 litros de hidrógeno puro. El coche tiene una autonomía de 335 km y una velocidad punta de 150 km/h. Cuando el coche comienza a moverse y acelera, en lugar de por las baterías la potencia eléctrica es suministrada por acumuladores de potente salida (ver esta pagina) y alta eficiencia. 

En las pruebas, los técnicos quedaron sorprendidos de su capacidad de aceleración. Pero aún quedan por resolver muchos problemas: por ejemplo, el coste por unidad supera los cien millones de yenes y aún no está clara la forma en que las estaciones van a suministrar el hidrógeno. No obstante, dada su gran autonomía y excelente aceleración, dos ventajas con las que no cuentan los coches eléctricos, los vehículos con acumulador celular probablemente serán la primera opción en los coches de siguientes generaciones.

Un subproducto del PEMFC es el Acumulador Celular Directo de Metanol (DMFC, siglas en inglés). 

Este utiliza como combustible metanol en lugar de hidrógeno, liberando internamente hidrógeno del metanol. El DMFC tiene menos riesgos que el PEMFC impulsado por hidrógeno, y se puede construir el acumulador celular con una forma casi compacta. Esto ha provocado que los fabricantes más importantes intenten desarrollar pequeños DMFC para computadoras pequeñas y teléfonos móviles.

Al generar electricidad, los acumuladores celulares sólo emiten agua, o agua y muy pequeñas cantidades de dióxido de carbono. Es el tipo de fuente de energía limpia que hasta hace poco habíamos soñado. Por supuesto que aún quedan muchos años hasta que estos acumuladores suministren la electricidad necesaria para un hogar normal, pero muy pronto se conseguirá para los aparatos portátiles y muchos vehículos.

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