Aunque parezca algo muy reciente, la historia de las pilas de combustible comenzó hace casi dos siglos, en 1838, con los primeros estudios del científicoChristian Friedrich Schönbein en Suiza y, paralelamente, con los del físico y jurista galés SirWilliam Grove sobre baterías gaseosas, cuyos resultados publicaría en 1843. Hoy en día, se continúa con el empleo de estas células en diversas aplicaciones, tanto portátiles (ejemplo: teléfonos móviles) como estacionarias (ejemplo: generación de energía para edificios), así como en diversos medios de transporte (desde submarinos hasta vehículos particulares). Sin embargo, su desarrollo ha atravesado periodos de olvido, debido a las numerosas dificultades técnicas que presentan en comparación con otros métodos de obtención de electricidad. El interés por las células de combustible, y por tanto su desarrollo, se ha dado en periodos de escasez de recursos energéticos - por ejemplo, la crisis del petróleo de 1973 que precipita el desarrollo de tecnologías alternativas de energía, incluyendo las células de combustible-. Esto se debe a que estas células, comparadas con otros dispositivos, tienen mayor eficiencia energética y por tanto necesitan menos combustible para producir la misma energía.
En la figura se muestra el dispositivo presentado a la comunidad científica por Willian R.Grove en su publicación "On the Gas Voltaic Battery".Para su preparación, utilizó dos electrodos de platino sumergidos en ácido sulfúrico, que alimentaba con oxígeno e hidrógeno, respectivamente. A partir de la disociación del H2SO4, la reducción tenía lugar en el electrodo alimentado con O2 (cátodo), que reaccionaba con los iones H+ formando agua. En esta reacción intervenían los electrones, que se generaban en el ánodo durante la oxidación del H2, que reaccionaba con el ion SO42- para formar ácido sulfúrico
[ Grove conectó eléctricamente cincuenta de estas celdas, generando el potencial suficiente como para producir la reacción de electrolisis del agua.
Lord Rayleigh mejoró esta configuración original. Rayleigh se interesó por los trabajos de Grove y en 1882 presentó una nueva versión más eficiente, debido al aumento de la superficie de contacto entre el platino, los gases reactivos y el electrolito.
Ludwig Mond y Charles Langer utilizaron por primera vez el término "pila de combustible" para referirse a este tipo de dispositivos. En 1889, estos dos científicos realizaron un gran avance, resolviendo el problema asociado a la inmersión de los electrodos en el electrolito líquido y por tanto, a la dificultad del acceso de los gases reactivos a los puntos activos. Su prototipo permitía retener el electrolito en una matriz sólida no conductora, cuya superficie estaba cubierta por una fina capa de Platino u Oro.
A mediados del siglo XX, el desarrollo tecnológico de estos dispositivos experimentó un gran avance. En 1954, el científico inglés Francis Thomas Baconconstruyó una planta energética de 5Kw con una pila de combustible alcalina. La pila consistía en un ánodo de níquel, un cátodo de óxido de níquel y litio, y un electrolito de hidróxido de potasio concentrado al 85%. Se alimentaba con hidrógeno y oxígeno.Esta pila era capaz de accionar una máquina de soldadura. En los años 60, las patentes de Bacon (licenciadas porPratt y Whitney en los Estados Unidos-al menos la idea original) se utilizaron en el programa espacial de Estados Unidos para proveer a los astronautas de electricidad y de agua potable, a partir del hidrógeno y oxígeno disponibles en los tanques de la nave espacial.
En 1959, un equipo encabezado por Harry Ihrig construyó un tractor basado en una célula de combustible de 15 kilovatios para Allis-Chalmers. Se expuso en EE.UU. en las ferias del estado. Este sistema utilizó hidróxido de potasio como electrolito e hidrógeno y oxígeno comprimidos como reactivos
Paralelamente a Pratt & Whitney Aircraft, General Electric desarrolló la primera pila de membrana de intercambio de protones (PEMFCs) para las misiones espaciales Gemini de la NASA. La primera misión que utilizó PEFCs fue la Gemini V. Sin embargo, las misiones del Programa Apolo y las subsecuentesApolo-Soyuz, del Skylab y del transbordador utilizaban celdas de combustible basadas en el diseño de Bacon, desarrollado por Pratt & Whitney Aircraft.En la década de 1960, las pilas de combustible se utilizaron con éxito en los vuelos espaciales tripulados. Hoy en día continúan utilizándose en aplicaciones aeroespaciales.
Entre 1970 y 1980, como consecuencia de la crisis del petróleo y la búsqueda de tecnologías energéticas alternativas, se investiga en el desarrollo de los materiales necesarios, la identificación de las fuentes óptimas de combustible y la reducción drástica en el coste de la tecnología asociada a las pilas de combustible.
Durante la década de 1980, se comenzó a probar el uso de las células de combustible en los servicios públicos y también se intentó en la fabricación de automóviles.
En 2007, las células de combustible se comercializan para aplicaciones estacionarias y auxiliares. En 2008, Honda comienza la venta de un vehículo eléctrico basado en pila de combustible. Ese mismo año, se concede el Premio Nobel de Química a Gerhard Ertl, cuyos estudios permitieron conocer cómo funcionan las pilas de combustible FCX Clarity.Panasonic fue la primera empresa en el mundo en vender la pila de combustible para uso doméstico. Desde su lanzamiento (mayo 2009) hasta septiembre de 2013, ha vendido 31.000 unidades en Japón.
En 2013, se presenta una pila de combustible que podría representar la transición a las pilas asequibles. La empresa británica "ACAL Energy"ha desarrollado una pila de combustible que ha logrado un tiempo de ejecución de 10.000 horas en las pruebas de resistencia de una pila de combustibleutilizando su tecnología FlowCath ®FlowCath. A diferencia del diseño de una pila de combustible convencional de hidrógeno, la tecnología FlowCath ® de ACAL no se basa en el platino como catalizador, ofreciendo así una alternativa de coste potencialmente menor. Ha sustituido el platino por un catalizador líquido patentado, que actúa como refrigerante y catalizador para las células y mejora radicalmente la durabilidad de la pila de combustible, al tiempo que reduce el coste del sistema.
Las pilas de combustible generan electricidad a partir de combustibles como el hidrógeno o el gas natural. Así, a diferencia de los vehículos eléctricos tradicionales, que funcionan con baterías y necesitan recargarse con energía de una fuente externa, los vehículos de pila de combustible generan su propia electricidad y la almacenan en una batería hasta que sea necesario su uso.
