Baterías vs pilas de combustible ¿Cuál es la diferencia?

Si estás buscando una fuente de energía eléctrica pero no estás familiarizado con la diferencia entre baterías y pilas de combustible, estoy aquí para ayudarte. Las baterías y las pilas de combustible pueden suministrar energía, pero lo hacen de forma diferente. Existen diferencias críticas en las capacidades internas y la construcción de las pilas de combustible y las baterías, principalmente porque las baterías suministran energía eléctrica previamente almacenada en energía química.

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Las pilas de combustible producen energía convirtiendo combustible, como el hidrógeno, en energía. Ambas celdas galvánicas tienen ventajas y desventajas que pueden influir en tu elección y que se destacarán en el artículo. Sigue leyendo para saber cómo se comparan y diferencian las baterías y las pilas de combustible.

Baterías vs pilas de combustible: comparación lado a lado

AspectoBateríasPilas de Combustible
DefiniciónUna celda que contiene todos los reactivos para producir energía.Una celda requiere un suministro externo constante de uno o más reactivos para entregar energía.
Almacén de energíaAlmacenan energía en forma de energía química.No pueden almacenar energía.
CostoNormalmente cuesta menos que las pilas de combustible.Normalmente cuesta más que las baterías.
AplicaciónNormalmente se utiliza en dispositivos pequeños y vehículos eléctricos.A menudo se utiliza en aplicaciones estacionarias, vehículos más grandes y tecnología aeroespacial.
EficienciaMayor eficiencia en comparación con las pilas de combustible.Menor eficiencia en comparación con las baterías.
Esperanza de vidaVida útil más corta, normalmente de unos pocos años, debido a la degradación de los materiales activos.Dura más, siempre que haya una fuente de combustible disponible.
RecargabilidadMayor tiempo de recarga, generalmente en cuestión de horas.Tiempo de reabastecimiento de combustible más corto, generalmente varios minutos.
Impacto ambientalAlgunas baterías pueden contener productos químicos tóxicos y nocivos que son perjudiciales para el medio ambiente si no se eliminan adecuadamente.Menor impacto ambiental al poder utilizar combustibles fósiles en la producción de hidrógeno.
Densidad de energíaMenor densidad de energía en comparación con las pilas de combustible.Mayor densidad de energía en comparación con las baterías.
Ejemplos comunesBaterías de litio, batería de níquel-cadmio (NiCad).Pila de combustible de hidrógeno y oxígeno.

Baterías vs pilas de combustible: ¿cuál es la diferencia?

Existen muchas diferencias entre baterías y pilas de combustible. Exploremoslas a continuación para que sepas cuál se adapta mejor a tus necesidades.

Eficiencia energética

Quieres comprar una fuente de alimentación que aproveches al máximo. Si bien ninguna fuente de energía es 100% eficiente, dado que parte de la energía se pierde cuando se transforma en otra forma, las baterías tienden a ser más eficientes energéticamente que las celdas de combustible. De todos modos, ambas son mejores para generar energía eléctrica que otras fuentes, como la gasolina.

Las baterías experimentan una pérdida de energía sosteniblemente menor que sus rivales. En perspectiva, los vehículos eléctricos que funcionan con baterías tienen tasas de eficiencia de alrededor del 70-90% en comparación con el 25-35% de las celdas de combustible.

La energía perdida en forma de calor durante la conversión se puede recuperar y utilizar de otras maneras, como para recalentar las comidas que se sirven a los pasajeros en los vuelos o para proporcionar calor en el interior de un vehículo eléctrico. Sin embargo, la eficiencia energética puede disminuir con el tiempo debido a la degradación química, los ciclos repetidos de carga y descarga y la resistencia interna.

Las pilas de combustible, por otro lado, convierten alrededor del 60% de su energía en energía eléctrica. Vale la pena señalar que la eficiencia energética de estas fuentes de energía variará según la tecnología de pila de combustible, las condiciones de funcionamiento y la química de la batería. Por ejemplo, las pilas de combustible pueden ser tan eficientes como las baterías durante el clima frío porque las baterías utilizan hasta el 40% de la energía eléctrica para calefacción.

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Impacto medioambiental

Recientemente, la mayoría de las fuentes de energía, incluidas las baterías y las pilas de combustible, están orientadas a tecnologías innovadoras para ayudar a reducir la huella de carbono. Por muy eficientes que sean en el curso, no son del todo sostenibles. Ambas fuentes de energía requieren la extracción de materias primas como litio y níquel para baterías e hidrógeno para pilas de combustible.

La extracción de materias primas de baterías tiene un importante impacto medioambiental negativo en comparación con la extracción de hidrógeno, que es contraproducente. Por otro lado, el hidrógeno utilizado en las pilas de combustible se puede producir mediante diversos métodos, incluida la electrólisis del agua utilizando fuentes de energía renovables con un impacto ambiental significativamente menor.

Además, algunas baterías contienen componentes tóxicos, como el plomo, que pueden representar riesgos para la salud y el medio ambiente si no se manipulan adecuadamente durante la producción, el uso y la eliminación. Por el contrario, las pilas de combustible contienen menos componentes nocivos, ya que el único subproducto del hidrógeno es el vapor de agua, que es menos perjudicial para el medio ambiente.

Además, una pila de combustible convierte directamente una fuente de energía en electricidad mediante un proceso químico en lugar de hacerlo en varias fases. Esto permite que una pila de combustible siga siendo eficiente, silenciosa y respetuosa con el medio ambiente. Las baterías también tienen una vida útil más corta, lo que significa que se fabrican más y, si no se reciclan, pueden aumentar el impacto que tienen en el medio ambiente.

Mecanismo

Es posible que el mecanismo que utilizan estas fuentes de energía no influya necesariamente en tu elección, pero vale la pena analizarlo. Desde el principio, las baterías y las pilas de combustible difieren en la forma en que producen energía. Las baterías almacenan energía química que puede convertirse en energía eléctrica.

Por lo tanto, la energía contenida en una batería proviene de la fábrica en la que se fabricó o de la carga de la batería. Las pilas de combustible, por otro lado, requieren un suministro externo de uno o dos reactivos para producir electricidad. En pocas palabras, una pila de combustible toma una fuente de electricidad, como la gasolina, y la convierte en energía eléctrica.

Problemas de seguridad

Las baterías y las pilas de combustible no están exentas de inconvenientes, entre los que se incluyen cuestiones de seguridad. Las pilas de combustible, por ejemplo, utilizan hidrógeno y combustibles ricos en hidrógeno que son altamente inflamables y explosivos. Debido a la naturaleza en la que se almacena el hidrógeno, si un vehículo propulsado por hidrógeno sufre un accidente, es probable que se produzca una gran explosión.

La fuga térmica es un peligro de seguridad común con las baterías, particularmente con las de iones de litio. Ocurre cuando una batería de iones de litio entra en un estado de autocalentamiento continuo. Esto puede ocurrir en condiciones particulares, como una sobrecarga, que puede provocar una rápida liberación de energía y potencialmente provocar una explosión o un incendio. También vale la pena señalar que las baterías contienen componentes tóxicos que plantean riesgos para la salud y el medio ambiente si se manipulan incorrectamente.

Recarga

Cuando se busca una fuente de suministro de energía confiable, es útil elegir una que pueda reponerse fácilmente. Para recargar baterías, necesitas entrada eléctrica. La batería está conectada a una fuente de energía, como una estación de carga, y la corriente se aplica para revertir la reacción química que da como resultado la energía eléctrica descargada. Por el contrario, las pilas de combustible deben repostarse con un combustible adecuado, como por ejemplo gas hidrógeno. Una vez reemplazado el combustible, la celda puede seguir generando electricidad.

Además, las baterías tardan más en recargarse que las pilas de combustible, normalmente entre varios minutos y una hora. Para baterías más grandes, el tiempo de carga es mucho mayor. Por el contrario, las pilas de combustible deben llenarse con combustible, como gas hidrógeno, lo que lleva unos minutos. Este aspecto hace que las pilas de combustible sean ideales para vehículos comerciales.

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Baterías vs pilas de combustible: 6 datos que debes conocer

Baterías vs pilas de combustible 6 datos que debes conocer
Baterías vs pilas de combustible: 6 datos que debes conocer
  1. Las pilas de combustible tienen menores impactos ambientales y de salud que las baterías, ya que contienen menos componentes tóxicos. La extracción de combustibles como el hidrógeno se puede realizar mediante métodos sostenibles como la electrólisis del agua.
  2. Las baterías tardan más tiempo en recargarse, normalmente horas, y requieren una entrada eléctrica para revertir la reacción química durante la descarga. Por el contrario, las pilas de combustible solo tardan unos minutos en recargarse con el combustible adecuado.
  3. Actualmente, las baterías pueden superar a las celdas de combustible en cuanto a eficiencia, con una tasa de eficiencia de los vehículos eléctricos alimentados por baterías del 70-90 % en comparación con la eficiencia del 25-35 % que logra un vehículo eléctrico alimentado por celdas de combustible.
  4. Ambas tecnologías plantean riesgos de seguridad. Las baterías pueden calentarse demasiado y encenderse espontáneamente, mientras que las pilas de combustible son altamente combustibles y explosivas.
  5. Las baterías almacenan todos los reactivos necesarios para producir electricidad mediante una reacción química. Las pilas de combustible, por otro lado, requieren un suministro externo constante de reactivos para producir electricidad.
  6. Los tipos de baterías comunes incluyen baterías de iones de litio, de botón, de plomo-ácido y alcalinas, mientras que las celdas de combustible comunes incluyen celdas de hidrógeno y oxígeno.

Baterías vs pilas de combustible: ¿cuál es mejor? ¿Cuál deberías usar?

Las baterías y pilas de combustible están orientadas a la sostenibilidad y son hoy en día grandes fuentes de energía eléctrica. Cada uno tiene ventajas e inconvenientes que podrían hacer que lo prefieras.

Las baterías son más eficientes energéticamente que las pilas de combustible ya que se pierde menos energía durante la transformación. Sin embargo, en el caso de los camiones pesados y de largo alcance, las pilas de combustible tienen ventaja sobre las baterías porque el peso entra en juego. El hidrógeno comúnmente utilizado en las pilas de combustible tiene una mayor densidad energética, lo que significa que un vehículo propulsado por combustible pesa mucho menos.

Además, las pilas de combustible tienen un menor impacto medioambiental en comparación con las baterías. Las baterías contienen componentes dañinos que, si se eliminan incorrectamente, pueden penetrar en el suelo y contaminar las aguas subterráneas, lo que plantea riesgos para la salud. La extracción de metales necesarios para las baterías también daña el medio ambiente porque utiliza mucha agua y espacio terrestre.

Dadas sus respectivas ventajas y desventajas, no hay un ganador claro. Al final del día, todo depende de tus preferencias. Las baterías son preferibles si deseas una fuente de alimentación económica y eficiente. Sin embargo, considera las pilas de combustible como fuente de energía confiable y duradera.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la principal diferencia entre baterías y pilas de combustible?

Las baterías almacenan energía química y la descargan como energía eléctrica mediante una reacción química. Por otro lado, las pilas de combustible generan energía eléctrica directamente a partir de una reacción química entre un combustible (a menudo hidrógeno) y oxígeno.

¿Qué método es mejor para alimentar automóviles, con batería o con pila de combustible?

Eso depende. Los automóviles propulsados por pilas de combustible ofrecen una mayor autonomía (a veces hasta 400 millas) que los que funcionan con baterías, principalmente porque las pilas de combustible tienen una densidad de almacenamiento de energía mucho mayor. Los vehículos que funcionan con baterías también tardan más en recargarse, mientras que las pilas de combustible tardan unos minutos en recargarse.

¿Cuáles son algunos de los problemas de seguridad asociados con las baterías y las pilas de combustible?

Las baterías han sido susceptibles a problemas de sobrecalentamiento, pero los fabricantes implementan constantemente protocolos de seguridad para reducir los riesgos de incendio y explosiones. Del mismo modo, el gas hidrógeno utilizado en las pilas de combustible es altamente inflamable y puede provocar una explosión en caso de accidente.

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¿Qué ventaja tienen las baterías sobre las pilas de combustible?

Las baterías son mucho más baratas que las pilas de combustible y no requieren un suministro externo de reactivos para producir energía eléctrica. Además, son más eficientes energéticamente: las baterías de plomo-ácido tienen una eficiencia energética de alrededor del 70-90%.

¿Por qué las baterías se agotan y las pilas de combustible no?

Las baterías necesitan cargarse constantemente para producir electricidad; con el tiempo, los químicos de las baterías se degradan. Por otro lado, las pilas de combustible no mueren y producen electricidad mientras haya una fuente de combustible disponible.

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