Análisis de impacto ambiental para la fabricación de sistemas SOFC y PAFC de 200 kW mediante evaluación del ciclo de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Ciencias de los materiales
• La electroquímica

Sus antecedentes:

• Las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) y las pilas de combustible de ácido fosfórico (PAFC) son cruciales para los futuros sistemas energéticos sostenibles.
• Comprender las propiedades de los materiales y los impactos ambientales es vital para mitigar los desafíos en la fabricación de pilas de combustible.
• La evaluación del ciclo de vida (ACV) es una herramienta clave para evaluar la huella ambiental de las tecnologías energéticas.

Objetivo del estudio:

• Realizar una evaluación de impacto medioambiental desde la cuna hasta la puerta para los sistemas SOFC y PAFC de 200 kW.
• Comparar la huella ambiental de los sistemas SOFC y PAFC, teniendo en cuenta la pila, el balance de la planta (BOP) y los componentes del ensamblaje.
• Identificar los puntos críticos de impacto ambiental y proponer medidas de mitigación para ambas tecnologías de pilas de combustible.

Principales métodos:

• Categoría de todos los materiales y procesos de fabricación para los sistemas SOFC y PAFC en pila, BOP y ensamblaje del sistema.
• Metodología de evaluación del ciclo de vida desde la cuna hasta la puerta (ACV) aplicada para evaluar los impactos ambientales desde la extracción de la materia prima hasta la fabricación final del sistema.
• Análisis comparativo de los impactos ambientales, incluida la ecotoxicidad terrestre y la toxicidad carcinógena humana, entre los sistemas SOFC y PAFC.

Principales resultados:

• Los sistemas PAFC exhibieron un impacto ambiental de 7,4 a 140 veces mayor que los sistemas SOFC, principalmente debido al uso de catalizadores de platino.
• Se identificaron impactos ambientales significativos en los materiales de pila SOFC y en los componentes específicos de la BOP para ambos tipos de pilas de combustible.
• Los PAFC son preferibles desde el punto de vista medioambiental con hidrógeno puro, mientras que los SOFC muestran una ventaja cuando se utiliza un sistema de reforma.

Conclusiones:

• La elección entre SOFC y PAFC depende de la fuente de combustible y la configuración del sistema para un rendimiento ambiental óptimo.
• La selección de materiales y la optimización de procesos son fundamentales para reducir la huella ambiental de las tecnologías SOFC y PAFC.
• Se recomienda una mayor investigación sobre catalizadores y materiales alternativos para mejorar la sostenibilidad de los sistemas de pilas de combustible.