2. Una celda de combustible es un dispositivo de electro-
químico que produce electricidad sin alguna etapa de
conversión de potencia intermedia.
Las ventajas más importantes de las celdas de
combustible son baja emisión de gases de invernadero
y densidad de alta potencia.
La eficiencia de una celda de combustible también es
muy alta, en un rango de 40 a 60%. Si el calor generado
por la celda de combustible se utiliza para la
cogeneración, la eficiencia general de un sistema de
este tipo podría ser tan alta hasta un 80%.

4.  Todas las celdas de combustible tienen:
• un ánodo (+)
• un cátodo (-)
• un electrolito que separa los dos
 Un combustible fluye hacia el ánodo y un oxidante al
cátodo, la reacción química resultante produce
electricidad.

5. Las pilas PEM usan como electrolito un polímero
sólido.
Utilizan un catalizador de platino.
Ventajas:
Rapidez de arranque. Operan a relativamente bajas
temperaturas (80ºC).
Desventajas:
Extremadamente sensible a la contaminación por CO.
Aplicaciones:
Características:
Transporte terrestre vehicular (mayor aplicación)
Temperatura: 80 ºC
Potencia estacionaria residencial y comercial
Eficiencia (%): 32-45
Potencia: 5-250 kW

6. Las pilas PAFC utilizan ácido fosfórico como
electrolito.
Requieren un catalizador de platino.
Ventajas:
Son menos sensibles a la contaminación por CO
que las pilas PEM.
Desventajas:
Gran peso y tamaño. Son caras (3500-4000 €
por kilovatio)
Aplicaciones: Características:
Potencia estacionaria (residencia y comercial) Temperatura: 205 ºC
combinación de calor y potencia Eficiencia (%): 36-45
Potencia: 50 kW - 11 MW

7. Las pilas alcalinas utilizan una solución de
hidróxido de potasio en agua como electrolito.
Como catalizador se pueden emplear diversos
metales no preciosos.
Ventajas:
Alto rendimiento y eficiencia.
Desventajas:
Son muy sensibles a la contaminación por CO2.
Menor duración debido a su susceptibilidad a ese
tipo de contaminación.
Aplicaciones: Características:
Espacio ( Naves Espaciales) Temperatura: 65-220 ºC
Militares ( Submarinos) Eficiencia (%): > 50
Potencia: 5-150 kW

8. Las pilas de óxido sólido emplean como electrolito
un componente de cerámica duro y no poroso .
No necesitan catalizador.
Ventajas:
Menor costo (no necesitan catalizador).
Alto rendimiento en sistemas de cogeneración
(electricidad + calor)
Muy resistentes a la corrosión y a la
contaminación por CO.
Desventajas:
Arranque lento.
Las altas temperaturas afectan a la duración de
los materiales de la pila.
Aplicaciones: Características:
Potencia estacionaria comercial e industrial Temperatura: 600-1000 ºC
Transporte terrestres vehicular ( en desarrollo) Eficiencia (%): 43-55
Transporte terrestre (trenes) Potencia: 100-250 kW

9. Las pilas de carbonato fundido utilizan un electrolito
compuesto de una mezcla de sales de carbonato
fundidas dispersas en una matriz cerámica porosa.
Como catalizador emplean metales no nobles.
Ventajas:
Resistentes a la contaminación por CO y CO2
No necesitan reformador externo: debido a las
altas temperaturas los combustibles se convierten en
hidrógeno dentro de la propia pila, mediante un
proceso de conversión interna.
Desventajas:
Arranque lento.
Corta duración: Las altas temperaturas y el electro-
lito corrosivo deterioran los componentes de la pila.
Características:
Temperatura: 600-650 ºC
Aplicaciones: Eficiencia (%): 43-55
Potencia estacionaria y comercial (combinación de Potencia: 100 kW - 2 MW
potencia y calor )

10.  Sistema de configuración de celda de combustible con
un único inversor
 Sistema de configuración de celda de combustible con
convertidores DC-DC y DC-AC en cascada
 Sistema de configuración de celda de combustible con
convertidores DC-AC y AC-AC en cascada

11.  Las celdas de combustible son similares a los sistemas
fotovoltaicos que producen la alimentación de DC.

12.  Un convertidor DC-DC generalmente se coloca entre la celda
de combustible y el inversor.
 Este tipo de convertidores realiza dos funciones:
1. Actúa como el aislamiento de DC para el inversor
2. Produce un voltaje suficiente para el inversor por lo que
puede producir la magnitud de AC que se requiere del voltaje
de entrada.
Configuración de sistema de celda de combustible con convertidores DC-DC y
DC-AC en cascada.

13.  Este sistema posee un inversor DC/AC de alta frecuencia.
 Un cicloconvertidor
 Esta topología es importante para la conexión
monofásica (solo Fase y Neutro)
Sistema de configuración de celda de combustible con
convertidores DC-AC y AC-AC en cascada

14. Las topologías de electrónica de potencia para sistemas de celda
de combustible son variadas y se basan en el número y los tipos
de etapas en cascada en los sistemas de conversión.
Dos topologías que pueden emplearse con estas para el
suministro de cargas son:
 En cascada DC-DC y convertidores de DC-AC (DC enlace)
 En cascada DC-AC y convertidores de AC-AC (enlace de alta
frecuencia)

15. a) Convertidores de DC-DC aislados (un) Inversores de tres fases
puente H
a) Hard-switching
b) Serie-resonante puente H
b) Resonant-phase leg
c) Push-pull

17.  Para sistemas de energía residencial
 La ventaja de este diseño, ofrece una eficiencia de conversión debido
al menor número de pasos de conversión.