Pilas de combustible más eficientes
Las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) podrían ofrecer una eficiencia eléctrica alta (del orden del 55 o el 60 %) y una eficiencia total de hasta el 90 % en unidades de generación termoeléctrica, así como emisiones bajas. Otra ventaja de las SOFC es que prometen aplicaciones comerciales en unidades estacionarias de varias decenas de kW hasta varios MW, y también una gran flexibilidad de combustible, de hidrógeno a una amplia variedad de hidrocarburos, abarcando tanto biocombustibles como combustibles fósiles. Conseguir una vida útil prolongada de los sistemas de SOFC destinados a un funcionamiento permanente plantea todo un rato con vistas a garantizar la durabilidad de todos los componentes. Se precisan al menos cuarenta mil horas para los sistemas a pequeña escala, e incluso más en los de mayor escala. Entretanto, el coste de la inversión de capital tiene que disminuir hasta dos mil euros por kW para usos industriales, si se quiere dar un salto adelante en el ámbito comercial. El proyecto financiado con fondos europeos «Anode sub-system development & optimisation for SOFC systems» (ASSENT) se dedicó al desarrollo de un método de gestión del combustible y el agua en sistemas SOFC. La gestión del combustible, y de manera singular el aspecto de la recirculación, es clave para alcanzar una elevada eficiencia eléctrica y prescindir del suministro de agua externa. Con la recirculación se incrementa el aprovechamiento del combustible y se puede obtener el agua necesaria para el reformado de los combustibles. Los científicos de ASSENT evaluaron distintos procesos posibles de gestión de combustible y agua, p. ej. un método con soplador, otro con eyector y la circulación de agua mediante condensación a partir del gas de escape o de la descarga gaseosa en la etapa anódica y la posterior evaporación de vuelta al bucle de combustible. En este proyecto se desarrollaron y validaron satisfactoriamente cuatro subsistemas optimizados distintos: dos a gran escala y dos a pequeña escala. La opción que ofrecen estos subsistemas podría implantarse en un sistema precomercial al término del proyecto. El proyecto ASSENT permitió mejorar el conocimiento del sistema, desarrollar herramientas de diagnóstico para controlar la totalidad de los sistemas de pilas de combustible, así como evaluar diversas opciones viables comercialmente basadas en dichos subsistemas. Así será más sencillo desarrollar subsistemas que sean viables para la producción en serie. Podría efectuarse su implantación en un sistema real para alcanzar los objetivos de rendimiento, vida útil y coste para las aplicaciones estacionarias en futuros proyectos de demostración precomercial.
Palabras clave
Pila de combustible electroquímica, gestión del agua, eficiencia, subsistema anódico, recirculación, soplador, eyector, modo de fallo
