Estudio y comprobación experimental de diversas transformaciones energéticas utilizando una pila de combustible


Organiza: Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial

Disciplina: Química

Dirigido a: Público general, especializado e infantil. Estudiantes de Educación Primaria y Secundaria Obligatoria, Bachillerato y Ciclos Formativos

Realizado por: Francisco José Hernández Fernández y Antonia Pérez de los Ríos

Descripción de la actividad:
Dada la complejidad y la riqueza del concepto de energía, así como la imprecisión cometida al definirlo relacionándolo exclusivamente con transformaciones mecánicas, se abordará en esta sesión teórico/práctica una actividad experimental para contribuir, de forma estimulante para el visitante, a la comprensión de las transformaciones energéticas y su aplicación, al vincular la teoría con la práctica

Material necesario: -

Fundamentación teórica:
Se ha diseñado una experiencia donde se llevan a cabo diferentes transformaciones energéticas. En una primera etapa se producirá energía eléctrica a partir de energía solar mediante una célula fotovoltaica. La electricidad así producida se transformará en energía química (hidrógeno y oxígeno) mediante la hidrólisis del agua en un electrolizador. El hidrógeno y oxígeno generados pueden volver a combinarse en una pila de combustible tipo PEM (membrana de intercambio de protones) produciendo, cuando sea necesario, energía eléctrica que podrá transformarse en energía lumínica, en una lámpara, o en energía mecánica en un motor (Figura 1).

 

 

En el sistema descrito pueden realizarse un importante número de actividades experimentales tales como: caracterizar células solares, obtener las curvas características y eficiencia de celdas electrolíticas y de pilas de combustible, comprobar la 1ª Ley de Faraday, experimentar con distintas conexiones (serie y paralelo) de pilas de combustible y estudiar la reacción 2H2 + O2 2H2O + Energía.
El desarrollo de la práctica pone además en relieve la utilización de dos tecnologías emergentes para la producción de energía: las células fotovoltaicas y las pilas de combustión, así como el empleo de la electrolisis del agua como medio de almacenar la energía producida en forma de energía química. La combinación adecuada de estas tres tecnologías dará lugar a sistemas autónomos de generación, almacenaje y utilización de energía, que nos permitirán aprovechar una energía renovable como la solar para suministrar energía eléctrica sostenible y limpia donde se requiera y en el momento adecuado

Acción del visitante:
El visitante tendrá la oportunidad de participar activamente en las experiencias prácticas propuestas lo cual le permitirá una mayor comprensión de las diversas transformaciones energéticas analizadas y de su aplicación