La célula de combustible es un convertidor de energía electroquímica que convierte la energía químicamente ligada de un combustible directamente en energía eléctrica y en calor. Los combustibles pueden ser gases combustibles como el hidrógeno o combustibles líquidos como el metano. El oxidante para las reacciones de la célula de combustible es el oxígeno.
El componente central de la pila de combustible es la unidad de electrodos-electrolitos. En esta unidad, las reacciones electroquímicas, la oxidación del combustible y la reducción del oxidante, tienen lugar separadas espacialmente entre sí. Las cámaras de reacción están conectadas a través de un conductor de iones, el electrolito.
Los electrolitos utilizados determinan el tipo de pila de combustible y la respectiva temperatura de funcionamiento.
Actualmente hay seis tipos de pilas de combustible, la pila de combustible alcalina, la pila de combustible de metanol directo, la pila de combustible de electrolito polimérico, la pila de combustible de ácido fosfórico, la pila de combustible de carbonato fund ido y la pila de combustible de cerámica de óxido.
Varias células de combustible individuales se combinan en pilas de células más potentes, las llamadas pilas de células de combustible. Gracias a este diseño modular, las pilas de combustible pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones de tecnología energética, por ejemplo, en el sector de las centrales eléctricas, en el sector comercial/comercial/servicios, en los hogares, en la industria, en el sector del transporte, en la navegación, en los viajes espaciales, etc.
Las plantas de células de combustible están disponibles en versiones portátiles, móviles y estacionarias. Los sistemas estacionarios se utilizancomo plantasde cogeneración de células de combustible en el rango de potencia de 100 kWela varios 100 kWel, o como plantas de microcogeneración de células de combustible en el rango de potencia de 1 kWel a aprox. 10 kWel, o en plantas de energía híbrida de células de combustible. En las centrales eléctricas híbridas de pilas de combustible, el sistema de pilas de combustible se combina con otras tecnologías, por ejemplo, con una turbina de gas , una turbina de ciclo de rango orgánico y otras.
Además de la pila de pilas de combustible, un sistema de pilas de combustible incluye otros componentes como un sistema de generación de gas combustible, un compresor, un intercambiador de calor de pilas de combustible y un inversor de pilas de combustible.
El sistema de generación de gas combustible no es necesario si la pila de combustible se alimenta directamente de hidrógeno, o si el combustible se reforma dentro de la pila como en la pila de combustible de carbonato fundido y la pila de combustible de cerámica de óxido.
Célula galvánica, convertidor de energía
fuel cell