Estado del arte de las celdas de combustible

Erick Daniel  Rincón Castrillo; Juan José  García Pabón; José Ricardo  Bermúdez Santaella

doi:10.24054/rcta.v1i33.83

Autores/as

Erick Daniel Rincón Castrillo Universidad Francisco de Paula Santander
Juan José García Pabón Universidad Francisco de Paula Santander
José Ricardo Bermúdez Santaella Universidad Federal de Itajubá

DOI:

https://doi.org/10.24054/rcta.v1i33.83

Palabras clave:

Revisión bibliográfica, energía, celdas de combustible, electrolito, ion

Resumen

Las celdas de combustible han sido implementadas desde hace varias décadas, la NASA desde 1960 las ha usado en sus programas espaciales, sin embargo, no se le ha dado la importancia que esta tecnología debería tener al ser una opción ambientalista y eficiente en su conversión y aporte energético. Este trabajo presenta una conceptualización y revisión de la literatura de las pilas, células o celdas de combustible con el objetivo de comprender fácilmente su comportamiento para contribuir con su divulgación en Colombia. Los temas enunciados en este documento son la clasificación de estos dispositivos, permitiendo identificar las características y el principio de funcionamiento; también se realiza una revisión de diferentes proyectos y artículos que evidencian los avances y aplicaciones desde el área académica hasta la industria, los documentos examinados fueron 57, estas investigaciones realizadas cubren un periodo de tiempo desde el año 2004 hasta 2018.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Aguilar, E. R. (2015). Modelamiento y simulación de la producción de hidrógeno en un electrolizador a partir de vapor sobrecalentado de agua. http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/10590

Ahmadi, S. (2018). Improving fuel economy and performance of a fuel-cell hybrid electric vehicle (fuel-cell, battery, and ultra-capacitor) using optimized energy management strategy. Energy Conversion and Management, 160, 74–84. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.01.020

Appleby, A. J. (2009). Fuel cells. In Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 76–107). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00345-2

Arévalo, C. P. (2007). Estudio de prefactibilidad para la implementación de un sistema de generación distribuida con celda de combustible en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales El Salitre Bogotá. http://autoorganizacioncreativa.net/FelipeRivas-AutoorganizacionCreativa-2010.pdf

Benz, U. (2009). Uninterruptible and back-up power: Fuel cells. In Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 135–145). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00347-6

Bizon, N., & Thounthong, P. (2018). Fuel economy using the global optimization of the fuel cell hybrid power systems. Energy Conversion and Management, 173, 665–678. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.08.015

Cabot, P. L. (2013). Applications – Stationary | Cogeneration of energy and chemicals: Fuel cells. In Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering (pp. 146–156). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409547-2.01106-9

Casado, D. D. (2016). Dimensionado y evaluación de un vehículo automóvil basado en una pila de combustible con almacenamiento a bordo de hidrógeno. http://uvadoc.uva.es/handle/10324/18152

Castellanos, N. S., & Molina, M. O. (2013). Modelado y simulación de una celda de combustible reversible de membrana polimérica para la producción de hidrógeno. http://190.242.62.234:8080/jspui/handle/11227/91

Chen, H. (2018). A review of durability test protocols of the proton exchange membrane fuel cells for vehicle. Applied Energy, 224, 289–299. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.04.050

Chino, I. (2018). A paper microfluidic fuel cell powered by urea. Journal of Power Sources, 396, 710–714. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.06.082

Correa, G. (2014a). Dimensionamiento y modelado de un vehículo eléctrico propulsado por pilas de combustible. Análisis económico y de factibilidad. Revista de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 1(1), 8. https://revistas.unc.edu.ar/index.php/FCEFyN/article/view/6865

Correa, G. (2014b). Dimensionamiento y modelado de un vehículo eléctrico propulsado por pilas de combustible. Análisis económico y de factibilidad. Revista de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 1(1), 8.

Cremers, C. (2009). Military: Batteries and fuel cells. In Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 13–21). Elsevier.

De Souza, M. M. (2018). A model for direct ethanol fuel cells considering variations in the concentration of the species. International Journal of Hydrogen Energy, 43(29), 13475–13488. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.05.096

Flórez, E., Cortés, C. A. P., & otros. (2017). Aplicación del método de la ecuación de Boltzmann en redes para la simulación bidimensional de un problema típico de mecánica de fluidos. Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, 1(1). https://rcta.revistaelectronica.univalle.edu.co/

Fathabadi, H. (2018). Fuel cell hybrid electric vehicle (FCHEV): Novel fuel cell/SC hybrid power generation system. Energy Conversion and Management, 156, 192–201. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.11.001

Fernández, M. C. (2009). Celdas de combustible. (Editorial o institución faltante).

Franco, C. J., & Baena, A. I. (2010). Dinámica de la penetración de tecnologías alternativas para vehículos automotores y su impacto en las concentraciones de carbono atmosférico. Revista en Sistemas e Informática, 7(2).

García, A. (2014). Fuentes de energías alternas: Teoría y práctica. https://www.researchgate.net/publication/301302122

García, J. G. (2011). Control de un sistema fotovoltaico con asistencia de red para la producción de hidrógeno. En Segundas Jornadas de Investigación y Transferencia (pp. 399–404).

Hames, Y. (2018). Analysis of the control strategies for fuel saving in the hydrogen fuel cell vehicles. International Journal of Hydrogen Energy, 43(23), 10810–10821. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.12.150

Harrabi, N. (2018). Modeling and control of photovoltaic and fuel cell based alternative power systems. International Journal of Hydrogen Energy, 43(25), 11442–11451. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.03.012

Henne, R. H., & Friedrich, K. A. (2009). Applications – Transportation | Auxiliary power units: Fuel cells. In Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 157–173). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00369-5

Hochgraf, C. (2009). Electric vehicles: Fuel cells. In Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 236–248). https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00863-7

Hu, Z. (2018). A reconstructed fuel cell life-prediction model for a fuel cell hybrid city bus. Energy Conversion and Management, 156, 723–732. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2017.11.069

Jorissen, L. (2009a). Residential energy supply: Fuel cells. In Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 108–123). https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00346-4

Jorissen, L. (2009b). Residential energy supply: Fuel cells [Duplicated entry]. En Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 108–123). https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00346-4

Juma, D. A., & Martínez, H. W. (2015). Diseño e instalación de un sistema de alimentación gasolina–HHO en el motor de combustión interna del vehículo monoplaza tipo buggy del laboratorio de mecánica de patio de la ESPE Extensión Latacunga. [Proyecto sin editor o diario].

Kundu, A., & Jang, J. (2009). Portable devices: Fuel cells. En Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 39–45). Elsevier.

Lara, R. (2004). Diseño conceptual de un sistema reactor-celda de combustible tipo PEM para equipo portátil. Ingeniería Mecánica Tecnología y Desarrollo, 1, 188–194.

López, J. R. (2010). Modelo dinámico de un electrolizador alcalino. [Documento o informe].

Lu, Y. (2018). Solid oxide fuel cell technology for sustainable development in China: An overview. International Journal of Hydrogen Energy, 43(28), 12870–12891. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.05.008

Mejía, J. G., & Acevedo, C. A. (2015). Determinación del costo de una flota de buses con celdas de combustible para el horizonte 2025 en el Valle de Aburrá. Scientia et Technica, 20(3), 247–255.

Miller, A. R. (2009). Rail vehicles: Fuel cells. En Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 313–322).

Momma, T. (2009). Micro hybrid power system: Fuel cells/capacitors. En Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 1–12). https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00892-3

Pellissier, C. (2016). Análisis de la implementación de una celda de combustible en una motocicleta tipo escúter. [Tesis].

Perrin, M., & Lemaire-Potteau, E. (2009). Remote area power supply: Batteries and fuel cells. En Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 65–75). https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00381-6

Pesántez, L. F. (2014). Análisis del funcionamiento de los vehículos con celdas de combustible de hidrógeno y con paneles solares. [Informe o tesis].

Ploner, A. (2018). Classical statistical methodology for accelerated testing of solid oxide fuel cells. Journal of Power Sources, 395, 379–385. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.05.034

Renau, J. (2016). Diseño de una planta de potencia basada en pila de combustible para un vehículo aéreo no tripulado de elevada altitud. [Tesis].

Rodríguez, J. A., & Roa, S. (2012). Sistema de generación eléctrica con celdas de combustible en vehículos convencionales. [Artículo o informe].

Salazar, W. E. (2008). Estudio preliminar de una motocicleta energizada con celda de combustible tipo PEM. [Informe].

Siddiqui, O., & Dincer, I. (2018). A review and comparative assessment of direct ammonia fuel cells. Thermal Science and Engineering Progress, 5, 568–578. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2018.02.011

Simbaña, J. A. (2016). Modelado, simulación y optimización de la producción de hidrógeno en un electrolizador a partir de vapor sobrecalentado de agua mediante la herramienta LabView de National Instruments. http://C:/Users/HOGAR/Downloads/CD-2042.pdf

Spada, M. (2018). Comparative risk assessment with focus on hydrogen and selected fuel cells: Application to Europe. International Journal of Hydrogen Energy, 43(19), 9470–9481. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.04.004

Tahri, A. (2018). Management of fuel cell power and supercapacitor state-of-charge for electric vehicles. Electric Power Systems Research, 160, 89–98. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2018.02.003

Tessari, G. (2012). Modelado y control de un vehículo híbrido basado en pilas de combustible. [Informe].

Turkmen, A. C. (2016). Analysis of fuel cell vehicles with advisor software. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 70, 1066–1071. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.011

Ustolin, F., & Taccani, R. (2018). Fuel cells for airborne usage: Energy storage comparison. International Journal of Hydrogen Energy, 43(26), 11853–11861. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.04.017

Velásquez, J. D., & Quiceno, J. F. (2013). Diseño de un sistema de generación de hidrógeno por electrólisis. UniTecPereira. [Informe].

Whitehouse, N. (2009). Buses: Fuel cells. En Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 193–202). https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00338-5

Winkler, W. (2009). Ships: Fuel cells. En Encyclopedia of Electrochemical Power Sources (pp. 338–358). https://doi.org/10.1016/B978-044452745-5.00340-3

Xu, H. (2018). Modeling of all porous solid oxide fuel cells. Applied Energy, 219, 105–113. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.03.037

Ying, Y. P. (2018). Silica-related membranes in fuel cell applications: An overview. International Journal of Hydrogen Energy, 1–17. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.06.171

Zhang, T. (2018). A review of automotive proton exchange membrane fuel cell degradation under start-stop operating condition. Applied Energy, 223, 249–262. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.04.049