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Audiner. Hemos obtenido el premio nacional Bioenergía 2009.

Pila de combustible

De forma simple, el funcionamiento de la pila es el siguiente:

Extrayendo hidrogeno del gas natural y con el oxigeno del aire, producimos electricidad por medio de una reacción química.

La refrigeración de este proceso la utilizaremos como fuente de calor para otro uso.

La pila de combustible, objeto de nuestra instalación, es alimentada por gas natural. Este gas pasa por un reformador que produce principalmente hidrógeno y monóxido y dióxido de carbono a partir del metano y vapor de agua. Ese gas rico en hidrógeno se lleva a un reactor electroquímico especial y se hace reaccionar con aire del exterior, de modo que el resultado es muy parecido a una combustión a baja temperatura. Se genera calor y se aprovecha el intercambio de electrones de la reacción en un circuito eléctrico (producción de electricidad).

El resultado final de las reacciones en el reformador y stack es el de una combustión: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H22

Un quemador se encarga de calentar el sistema hasta la temperatura de funcionamiento, y mantenerla si fuera necesario.

Esta pila de combustible produce 2,5 kW térmicos y 3 kW eléctricos de manera nominal suministrando gas natural como combustible principal.

También se contempla la posibilidad de alimentar la pila de combustible con biogás. El biogás en nuestros días cobra una gran importancia, con residuos de basuras, cárnicos y lácteos obtenemos (mediante su fermentación, a temperatura y presiones determinadas) el biogás para este proceso de generación de energía.

Los principales componentes que forman la pila de combustible son:

Reformador

La reacción principal de reformado por vapor es la siguiente:CH4 + H2O → CO + 3H2

La temperatura a la que debe ocurrir la temperatura son unos 650 ºC.

stack (reactor electroquímico)

Las reacciones que se producen en el stack, en cada uno de los electrodos:

  • O2 + 4e- → 2O2-
  • H2 + O2- → H2O + 2e-
  • CO + O2- → CO2 + 2e-

La temperatura en este sistema está entre 900º C y 1000º C.

Quemador

Se usa para calentar el stack hasta la temperatura de funcionamiento o para mantener dicha temperatura.

Sistema de refrigeración

La pila de combustible tiene que ser refrigerada por medio de un circuito de agua en todo momento.

Este sistema de refrigeración es el que puede ser aprovechado como fuente de calor (calefacción, etc.)

Circuito eléctrico

Los sistemas auxiliares de la pila de combustible necesitan estar conectados a la red eléctrica en todo momento. Se podría incluso plantear el exportar la electricidad a la red eléctrica.En la operación de la pila se puede regular la electricidad producida.

 
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