La conversión electroquímica es la conversión de energía química en energía eléctrica o viceversa. La conducción iónica en los electrólitos, tales como soluciones líquidas, sales fundidas y ciertos sólidos iónicamente conductores, constituye una fase de la electroquímica. La conducción en metales, semiconductores y gases se considera, por lo general, parte de la física.

Celdas de combustible de hidrógeno para aplicar en automoción

Uno de los dispositivos que posibilitan la conversión electroquímica son las denominadas células de combustible. Éstas convierten la energía química de un combustible directamente en energía eléctrica en un proceso continuo. La eficiencia de esta conversión puede hacerse mucho mayor que la que se obtiene por la conversión de energía térmica en potencia. En este último caso, se efectúa la reacción química para producir calor por combustión. Después, el calor se transforma parcialmente en energía mecánica por medio de una máquina térmica que impulsa un generador para producir energía eléctrica. Todavía hay más pérdidas si la corriente continua generada, se convierte en corriente alterna. La reacción en la celda de combustible casi siempre implica la combinación de hidrógeno con oxígeno.

Si la energía libre que contiene la sustancia se almacena dentro del dispositivo en vez de fluir en el mismo, entonces se denominan baterías primarias.

Un dispositivo que hace la función inversa, es decir, convierte energía eléctrica en energía química, conocido como electrólisis del agua disociándola en hidrógeno y oxígeno, se denomina célula electrolítica. La energía necesaria en células de este tipo puede no ser eléctrica, y en ese caso el proceso sería fotoquímico en vez de electroquímico.

Si el mismo dispositivo se puede utilizar para hacer la conversión en ambas direcciones o si la energía libre que contiene la sustancia puede regenerarse fuera del mismo, añadiendo energía, y reciclarse a través de la célula, entonces se denomina célula de combustión regenerativa. O bien, si la energía libre que contiene la sustancia se almacena dentro del dispositivo, se denomina batería regenerativa o secundaria.

Baterías tradicionales en serie

Los componentes básicos de un dispositivo electroquímico son dos electrodos, ánodo y cátodo, y un electrolito intermedio que sea capaz de transferir iones positivos desde el ánodo al cátodo o negativos en dirección opuesta. Por otra parte, el correspondiente flujo de electrones en el circuito externo, del ánodo al cátodo, da lugar a la correspondiente energía eléctrica.

Combinando una célula de combustible con una célula electrolítica se obtiene un sistema regenerativo. Y si el hidrógeno y el oxígeno se almacenan, se obtiene un sistema de almacenamiento de energía. La energía requerida por la electrólisis puede provenir de un proceso intermitente de conversión de energía: aerogenerador, célula solar, etc.

Redacción Ambientum

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