Hidrógeno y los orígenes de la Fuel Cell....lo último en aplicaciones automovilisticas es un invento que data del siglo XIX....y que ya se usó en la carrera espacial hacia la Luna. Así que podrá ser algo muy nuevo para el auto pero es muy antiguo para la ciencia.

Aunque parezca algo muy reciente, la historia de las pilas de combustible comenzó hace casi dos siglos, en 1838 con los primeros estudios del científico Christian Friedrich Schönbein en Suiza y, paralelamente, con los del físico y jurista galés Sir William Grove sobre baterías gaseosas, cuyos resultados publicaría en 1843.

Christian Friedrich Schönbein

Grove realizó una serie de experimentos con lo que él denominó una batería de gas voltaico, que finalmente demostró que la corriente eléctrica podría producirse a partir de una reacción electroquímica entre hidrógeno y oxígeno sobre un catalizador de platino.

El término pila de combustible fue utilizado por primera vez en 1889 por Charles Langer y Ludwig Mond, quienes investigaron las pilas de combustible utilizando gas de carbón como combustible. A principios del siglo XX se hicieron más intentos de convertir el carbón directamente en electricidad, pero la tecnología en general permaneció oscura.

En 1932, el profesor de ingeniería de Cambridge, Francis Bacon, modificó los equipos de Mond y Langer , pero no fue hasta 1959 cuando Bacon demostró un práctico sistema de celda de combustible de 5 kW. Casi al mismo tiempo, Harry Karl Ihrig instaló una celda de 15 kW modificada en un tractor agrícola Allis-Chalmers en asociación con la Fuerza Aérea de los EE. UU. 

 tractor agrícola Allis-Chalmers powered by fuel cell 1959

Desarrolló posteriormente una serie de vehículos propulsados ​​por celdas de combustible, entre ellos un montacargas, un carrito de golf y un barco sumergible. A posteriori en los laboratorios de la General Electric. el Dr. Thomas Grubb con el Dr. Leonard Niedrach trabajaron en el desarrollo de la primera celda de combustible que operó con éxito con una amplia gama de hidrocarburos de bajo costo como el aceite de diesel comercial. 

Dr. Thomas Grubb con el Dr. Leonard Niedrach trabajaron en el desarrollo de la primera celda de combustible que operó con éxito

 El lanzamiento de Sputnik en 1957 y la consiguiente "carrera espacial" que siguió fue, sin duda, uno de los eventos históricos más significativos para influir en el desarrollo de las pilas de combustible. Los requisitos para aplicaciones espaciales, a saber, una planta de energía liviana y de muy alta eficiencia (para reducir la cantidad de combustible y oxidante requeridos), se cumplen de manera única por las celdas de combustible, especialmente dado que el costo no es un factor primordial. 

La General Electric desarrolló esta tecnología en la planta de energía que se implementó con éxito en el programa U.S. Gemini a partir de 1962

Rush Mushrush mostrando una de las monoceldas del Geminis.

Es interesante observar que la primera celda de combustible utilizada en una aplicación práctica fue una PEFC, que es el mismo tipo de celda de combustible que actualmente es el foco de muchos de los principales programas de desarrollo que intentan desarrollar pilas de combustible para aplicaciones terrestres. El PEFC fue inventado en los laboratorios de General Electric (GE) en 1955 por Grubb.  Así la General Electric desarrolló esta tecnología para la planta de energía que se implementó con éxito en el programa U.S. Gemini a partir de 1962. 

A la carrera espacial se le deben dos mejoras importantes en la tecnología PEFC desde el programa Gemini. El primero fue el desarrollo de membranas de ácido perfluorosulfónico que son más estables que las membranas basadas en hidrocarburos utilizadas en los PEFCs tempranos y la segunda mejora importante fue la dramática reducción de la carga de catalizadores en PEFCs demostrada por primera vez por Ian Raistrick en el Laboratorio Nacional de Los Álamos (JPL Jet Propulsion Laboratoy) al impregnar los electrodos con ionómeros perfluorados en forma líquida (polímero disuelto en alcohol). Direcciones futuras:

Se está trabajando en el desarrollo de celdas de combustible como nunca antes. Múltiples compañías en todo el mundo se centran en la comercialización de celdas de combustible tanto para energía estacionaria como así mismo todas las principales compañías automotrices tienen programas internos de desarrollo de celdas de combustible y / o están trabajando en estrecha colaboración con otras compañías para desarrollar plantas de energía para aplicaciones de transporte.

La comercialización generalizada de plantas de energía de celdas de combustible estacionarias parece inevitable, ya que las únicas barreras tecnológicas importantes siguen siendo el costo y las vidas probadas. . Con respecto al costo, una de las principales ventajas de PEFC es que todas las partes son  repetidas (por ejemplo, MEA y placas bipolares) y se pueden fabricar mediante procesos de gran volumen que ya están siendo demostrados por varias compañías. Sin duda, mejorar la vida útil y el costo de las celdas de combustible será un enfoque importante durante muchos años, dado que la mejora continua en estas dos áreas críticas aumentará la cantidad de aplicaciones donde las celdas de combustible son competitivas con otras tecnologías de generación de energía.

En cuanto a las aplicaciones en vehículos estas  demorarán inevitablemente para llegar a la introducción generalizada de automóviles propulsados ​​por celdas de combustible.  Los recursos que se dedican a estos esfuerzos son impresionantes y, sin duda, acelerarán la comercialización de las celdas de combustible en los sectores estacionario y de transporte. Otro problema que debe resolverse antes de que las celdas de combustible encuentren una aceptación generalizada en las aplicaciones de transporte es la disponibilidad de una infraestructura de combustible adecuada.

El hidrógeno sería el combustible de elección, pero el volumen y el peso de las diversas tecnologías de almacenamiento de hidrógeno aún no se comparan favorablemente con los combustibles líquidos. Además de los automóviles de uso diario ya en comercialización de Hyundai,Mercedes,Honda,BMW,etc con fuel cell alimentadas por H2 , se está llegando al automovilismo de competición con el Green GT con vistas a participar en las 24H Le Mans que seguramente  así como lo fué la carrera espacial también servirá de éstimulo para el desarrollo de la pilas de combustible. (Tal vez el primer éxito sea la incorporación de los turbocompresores eléctricos para las fuel cell desarrollados por Garrett.)