Empresas Premium
.jpg){kind=logo}
El Centro de Investigación alemán de Energía Solar e Hidrógeno de Baden-Württemberg (ZSW) ha desarrollado un stack de pila de combustible PEM de gran formato, diseñado específicamente para aplicaciones exigentes como la navegación marítima o sistemas estacionarios de alta potencia.
Cada célula alcanza una superficie activa de 1.300 cm², lo que permite escalar hasta 500 kW por stack. En un sector donde la potencia lo es todo, este diseño reduce la necesidad de combinar múltiples unidades pequeñas, simplificando el sistema completo. Las primeras pruebas, realizadas en Ulm, han confirmado algo importante: el rendimiento real coincide con las simulaciones.
El transporte marítimo representa cerca del 3 % de las emisiones globales de CO₂, según la Organización Marítima Internacional. Reducir este impacto es uno de los grandes retos energéticos.
Hasta ahora, las pilas de combustible utilizadas en automoción apenas superaban los 200 kW, lo que obligaba a integrar múltiples stacks en paralelo para alcanzar potencias de megavatios. Resultado: sistemas complejos, costosos y difíciles de mantener.
Pero con este nuevo enfoque se cambian las reglas, ya que, con stacks de hasta 500 kW, se reduce el número de unidades necesarias, lo que supone menos componentes, menos puntos de fallo y menos mantenimiento. Además, facilita la integración en diseños navales existentes. No hay que reinventar todo el sistema de propulsión, lo que acelera su adopción.
En una pila de combustible, la placa bipolar es mucho más que una pieza estructural. Actúa como:
Cuando se trabaja con superficies grandes, como en este caso, el calor generado aumenta considerablemente. Si no se gestiona bien, aparecen puntos calientes que degradan el sistema.
Aquí entra en juego la optimización mediante simulaciones CFD. El diseño de las placas de grafito permite distribuir homogéneamente los gases y disipar el calor, evitando sobrecalentamientos locales. De esta manera, todo el conjunto se comprime con una fuerza de unos 150 kN (≈10 bar) para asegurar estanqueidad y contacto eléctrico.
Por todo ello, el equipo del ZSW ha construido un prototipo inicial de 15 células, alcanzando unos 25 kW y generando más de 3.000 amperios. Al escalar este diseño a 300 células, se llega a los 500 kW previstos. Lo interesante no es solo la potencia, es la estabilidad: el sistema funciona sin sobrecalentamientos ni pérdidas significativas de rendimiento.
Esto marca una diferencia frente a muchos desarrollos que funcionan bien en teoría, pero fallan al escalar.
Respecto a la potencia de una pila de combustible, ésta depende de dos factores:
En este sentido, el diseño del ZSW combina ambas estrategias. Primero amplía la superficie, luego aumenta el número de capas. El resultado es una arquitectura eficiente y escalable.
En cuanto a materiales, se opta por grafito en lugar de acero inoxidable. Puede parecer menos moderno, pero ofrece una ventaja clave: mantiene la planitud y estabilidad en grandes dimensiones.
El ZSW lleva más de 30 años trabajando en pilas de combustible y ha desarrollado más de 1.600 stacks en distintos rangos de potencia.
Su infraestructura, como la planta HyFaB, permite realizar pruebas en condiciones cercanas a la realidad industrial. Además, colabora con entidades como el Fraunhofer ISE, lo que acelera la transferencia tecnológica. Y este tipo de ecosistemas es clave.
A día de hoy, sin colaboración entre investigación e industria, estas soluciones se quedarían simplemente en el laboratorio.
Referencia: ZSW
|
