ES2350894T3 - Convertidor electroquímico compacto. - Google Patents

Abstract

Convertidor electroquímico (1) con membrana protónica comportando una pluralidad de células unitarias de conversión electroquímica (2a, 2b, 2c ...) conexionadas en serie, comportando un primer substrato (11, 15) que constituye la membrana protónica que presenta una primera cara (11a) sobre la que se han realizado una sucesión de primeros depósitos constituyendo una serie de ánodos espaciados (12a, 12b, 12c) y una segunda cara, sobre la que se han realizado una sucesión de segundos depósitos que constituyen una sucesión de cátodos espaciados (13a, 13b, 13c ...), dispuestos enfrentados con los referidos ánodos, constituyendo los referidos ánodos y cátodos una pluralidad de células unitarias de conversión (2a, 2b, 2c ...), comportando además unas pistas (14a, 14b, 14c ...) de conexión entre un cátodo de una célula unitaria y un ánodo de una célula unitaria adyacente, que atraviesa el primer substrato (11, 15) entre las expresadas células unitarias de conversión, caracterizado porque el primer substrato (11) se halla constituido por un material flexible y porque las pistas (14a, 14b, 14c ...) se hallan constituidas por unas bandas que forman capas de difusión gaseosa, constituidas por un segundo substrato polímero poroso metalizado para hacerlo conductor, que atraviesa el primer substrato por unas zonas transversales (4a, 4b ...) y que se hallan mantenidas en contacto con los electrodos constituidos por los ánodos y los cátodos sobre el primer substrato, constituyendo las referidas bandas los medios combinados de conexión entre las células unitarias y de difusión gaseosa, y siendo mantenidos en contacto, por presión, con los electrodos.

Description

Convertidor electroquímico compacto.

La presente invención hace referencia a un convertidor electroquímico del tipo de pila con combustible compacto.

Los convertidores electroquímicos del tipo de pila con combustible se hallan constituidos por unos dispositivos que combinan hidrógeno y oxígeno sin combustión para producir una corriente eléctrica siguiendo un procedimiento que funciona el revés que una electrólisis y que forma agua.

Un tipo de convertidor ya conocido se halla constituido por las pilas con membranas protónicas.

Las pilas de este tipo operan a bajas temperaturas, hasta los 100ºC, y comportan unos conjuntos de membranas electrodos y unas placas rígidas que comprimen los conjuntos de membranas electrodos, constituyendo las placas unas placas bipolares.

La concepción de una pila de combustible debe permitir la alimentación de la pila con carburante y carburante (típicamente hidrógeno y oxígeno), debe permitir el transporte y la evacuación del agua y de los gases inertes (nitrógeno y dióxido de carbono del aire) que se producen como residuos de la reacción, debe proporcionar unos electrodos para soportar el catalizador de la reacción y debe recoger las cargas eléctricas y disipar la energía térmica.

La conductividad eléctrica y térmica de los componentes, la presión de las materias que reaccionan, la temperatura, la superficie de los electrodos, la disponibilidad del catalizador, la gestión del agua y la geometría constituyen los principales factores que determinan las posibilidades y el rendimiento de una pila de combustible o convertidor electroquímico.

Las pilas de combustible actualmente conocidas, del tipo de pilas con membrana protónica (PEM) o a base de ácido fosfórico se basan en una concención que utiliza electrodos planos.

Un subconjunto membrana-electrodos se halla comprimido entre dos placas rígidas, constituyendo este conjunto un elemento de la pila.

Con objeto de obtener una determinada tensión eléctrica, se montan en serie varios elementos, apilándolos. En tal caso, las placas se denominan "placas dipolares" en el sentido de que estas placas constituyen la conexión eléctrica entre dos polos (un ánodo y un cátodo) de dos distintos elementos.

Con objeto de favorecer una distribución homogénea de los reactantes sobre la superficie de los indicados electrodos, se insertan unas capas de difusión gaseosa entre las placas dipolares y los electrodos.

La función de las placas dipolares es múltiple. Estas placas deben ser eléctricamente conductoras con objeto de permitir el desplazamiento de electrones desde el ánodo de un elemento hacia el cátodo del elemento adyacente, deben ser térmicamente conductores con objeto de disipar la energía térmica producida por la re acción química, deben ser impermeables a los reactantes (especialmente al hidrógeno), y deben hallarse provistas de canales que permitan la distribución de los gases reactantes obre los electrodos y de canales que permitan la circulación de un líquido de refrigeración si ello resulta necesario.

Por otra parte, las placas dipolares deben ser razonablemente rígidas con objeto de preservar la integridad del conjunto de la pilla, deben servir de armazón de la pila, y deben proporcionar un aporte suficientemente resistente para permitir la aplicación de las juntas de compresión, siendo al mismo tiempo suficientemente resistentes a la corrosión.

Como consecuencia de las indicadas exigencias, la mayoría de las placas bipolares se realizan a base de un grafito muy denso o de acero inoxidable. Como consecuencia de la complejidad de las formas de las placas bipolares, así como, en determinados casos, a causa de la elección de materiales, dichas placas representan una fracción importante del costo de una pila de combustible (hasta un 50%). Además, la elección de los materiales, así como su peso importante, determinan que las placas en cuestión representen una parte casi esencial del volumen de la pila.

Por otra parte, las geometrías de tipo apilamiento que se utilizan actualmente implican el empleo de numerosas juntas entre las placas y los conjuntos membrana-electrodo, determinando de esta manera que su acoplamiento resulte complejo y costoso.

Un ejemplo de convertidor electroquímico constitutivo de una pila con placas aparece descrito en el documento US 5 382 478.

En el expresado documento se describe un dispositivo que comprende un apilamiento de células electroquímicas y una sección de humidificación dispuesta por delante de la sección activa de la parte electroquímica del dispositivo.

Tal como se ha explicado anteriormente, un dispositivo tal como el que se describe en este documento resulta voluminoso y comporta especialmente unas placas dipolares pesadas y dotadas de unas formas complejas.

En el documento US 6063 517 se describe un dispositivo que puede ser arrollado en espiral para la realización de una pila de combustible provista de un ánodo, arrollado sobre sí mismo en espiral alrededor de un primer tubo de conducción de hidrógeno, de un segundo tubo, de conducción de hidrógeno, en la extremidad opuesta de la espiral, y de una membrana protónica que envuelve el ánodo y los tubos.

Una disposición de este tipo no permite realizar un convertidor electroquímico o pila de combustible compactos que suministren una tensión elevada, sin utilización de placas dipolares.

En el documento EP 1 333 517 A2 se describe un dispositivo en el que unas pistas conductoras según la tecnología de los semiconductores atraviesan una membrana protónica y se hallan conectadas a unas rejas de derivación debajo de los electrodos.

La presente invención tiene por objeto la realización de un convertidor electroquímico con membrana protónica perfeccionado que comporta una pluralidad de células de conversión electroquímicas unitarias conexionadas en serie y en el que las placas dipolares han sido sustituidas por una geometría especial del dispositivo, confiriendo una importante flexibilidad al convertidor.

Al indicado efecto, la presente invención se refiere principalmente a un convertidor electroquímico con membrana protónica que comporta una pluralidad de células electroquímicas conexionadas en serie, caracterizado porque comprende un primer substrato, bajo la forma de una banda contínua y unos segundos substratos bajo la forma de segmentos de banda, presentando el primer substrato una primera cara, sobre la que se han realizado una sucesión de primeros depósitos constituyendo una sucesión de ánodos espaciados, y una segunda cara, sobre la que se han realizado una sucesión de segundos depósitos constituyendo una sucesión de cátodos espaciados dispuestos frente a los indicados ánodos, constituyendo dichos ánodos y cátodos una sucesión de células unitarias de conversión, hallándose provisto el primer substrato de una sucesión de pasos transversales de los segundos substratos, y estando estos segundos substratos dimensionados en vistas a la realización de una pista de conexión entre un cátodo de una célula unitaria y un ánodo de una célula unitaria adyacente.

De acuerdo con la invención, la supresión de las placas bipolares permite obtener una importante disminución de masa y significa una notable simplificación de las pilas de combustible lo que, en particular, permite alcanzar un notable aumento de la densidad energética de la pila y, consecuentemente la realización potencia/masa de la misma.

La realización de pasos transversales y la utilización de segundos substratos que atraviesen el primer substrato para realizar unas pistas de conexión entre un cátodo y un ánodo de células adyacentes permite realizar un convertidor electroquímico que suministre una tensión importante con un reducido volumen.

Otras características y ventajas de la invención resultarán más fácilmente comprensibles a través de la descripción de un ejemplo no limitativo de realización de la invención, haciendo referencia a las figuras, en las que se ha representado:

- en la figura 1: una vista esquemática exterior de una pila de combustible de acuerdo con la invención;

- en la figura 2: una vista en perspectiva de un primer substrato para la realización de la pila que se ha representado en la figura 1;

- en las figuras 3A y 3B: sendas vistas, respectivamente, en despiece y lateral, de un segmento de la pila representada en la figura 1;

- en las figuras 4A y 4B: sendas vistas en sección, respectivamente, lateral y frontal, de un segmento de la pila representada en la figura 1;

- en la figura 5: un ejemplo de realización de un terminal de la pila representada en la figura 1.

El convertidor electroquímico o pila de combustible que constituye objeto de la invención, y que ha sido representado en la figura 1, presenta como primera ventaja el hallarse desprovisto de placas dipolares.

Contrariamente a una geometría clásica en la que las placas dipolares constituyen el armazón de la pila y le confieren su forma y su resistencia estructural y soportan los elementos de membrana y los electrodos, la pila que constituye objeto de la invención es flexible y no alcanza su forma hasta que termina el montaje.

Para la realización del convertidor electroquímico 1 de la figura 1, la invención comprende, como elemento inicial, una membrana protónica que soporta el conjunto de los electrodos de la pila y constituye la pieza esencial del cuerpo de la pila.

La membrana protónica que se ha representado en la figura 2 se realiza a partir de un primer substrato 11 que constituye dicha membrana.

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Este substrato, que ha sido representado en vista lateral en las figuras 3A y 3B, presenta una primera cara 11a, sobre la que se han realizado una sucesión de primeros depósitos que constituyen una serie de ánodos espaciados 12a, 12b, 12c ..., y una segunda cara, sobre la que se han realizado una sucesión de segundos depósitos constituyendo una serie de cátodos espaciados 13a, 13b, 13c ... dispuestos enfrentados con los expresados ánodos, constituyendo dichos ánodos y cátodos una pluralidad de células unitarias de conversión 2a, 2b, 2c ... conexionadas en serie.

La disposición de las células unitarias de conversión se halla prevista de manera que los ánodos 12a, 12b, 12c ... se hallen alineados sobre una misma cara de la membrana protónica 11a y 11b. El conjunto de los cátodos 13a, 13b,
13c ... se hallan alineados sobre la cara opuesta de la membrana y son exactamente simétricos con los ánodos con respecto al plano constituido por la membrana 11a.

Con objeto de conexionar en serie los elementos, resulta necesario conectar eléctricamente cada cátodo con el ánodo adyacente situado sobre la cara opuesta de la membrana, por ejemplo 13a y 12b. Esta conexión se lleva a cabo utilizando las pistas que atraviesan el primer substrato.

De acuerdo con la invención y tal como se ha representado especialmente en la figura 3A, unas pistas 14a, 14b, 14c ... atraviesan el primer substrato 11 entre las expresadas células unitarias de conversión para realizar la conexión entre un cátodo de una célula unitaria y un ánodo de una célula unitaria adyacente.

Una de las características ventajosas de la invención estriba en la utilización de medios combinados de conexión entre células unitarias y de difusión gaseosa.

Al indicado efecto, las pistas 14a, 14b, 14c ... se hallan constituidas por unas bandas formando capas de difusión gaseosa que atraviesan un primer substrato a través de unas zonas de paso (4a, 4b ...), habiendo sido realizadas estas capas de difusión gaseosa en un segundo substrato de tipo tejido de polímero poroso metalizado con objeto de convertirlo en conductor y constituido de esta manera las pistas de conexión entre las células unitarias.

Un substrato del indicado tipo resulta más apropiado que los tejidos de carbono que se utilizan de manera clásica para las capas de difusión gaseosa, y que no presentan un grado suficiente de conductividad.

Para establecer una estanqueidad entre la cara que recibe los ánodos y la cara que recibe los cátodos, y entre los diferentes compartimientos de la pila, se prevé un procedimiento de termosoldadura o de adhesión entre los materiales a nivel de los pasos transversales 4a, 4b ...

Las capas de difusión gaseosa 14a, 14b, 14c ... realizadas a partir de un tejido polímero muy poroso son metalizadas con una aleación a base de níquel para convertirlas en conductoras de manera que puedan constituir las pistas de conexión entre las sucesivas células unitarias.

Preferentemente, las pistas presentan un espesor que puede variar entre 100 \mum y varias décimas de milímetro, determinado en función de las características eléctricas, mecánicas (flexibilidad) y de transporte de fluidos que en cada caso interese.

Tal como se ha ya descrito precedentemente, las pistas se hallan fijadas a la membrana a nivel de los pasos transversales mediante un adhesivo o por termosoldadura del material que constituye la pista y el material constitutivo de la membrana.

Este mismo procedimiento se utiliza para determinar que resulte impermeable a los gases reactantes esta zona de la membrana y asimismo para que las zonas de paso 4a, 4b ... resulten estancas con respecto a los gases.

Al ser intrínsecamente conductora la capa de difusión gaseosa metalizada, la corriente eléctrica puede circular entre las células adyacentes, pero los gases no pueden atravesar la membrana desde una cara hacia la otra a nivel de los pasos transversales convertidos en estancos.

Ventajosamente, de acuerdo con la invención, las pistas pueden quedar fijadas a la membrana únicamente a través de su parte central, siendo mantenidas en contacto con los electrodos por medio de la presión ejercida por los diferentes estrados de la banda cuando la misma es arrollada sobre sí misma lo que simplifica el montaje y limita el número de materiales que intervienen en la constitución de la pila.

Si ello resultare necesario para las operaciones de montaje, las pilas pueden ser mantenidas en contacto con el primer substrato a lo largo de toda su longitud utilizando un producto adhesivo.

Los materiales utilizados para la fabricación de la pila de combustible que nos ocupa deben ser resistentes a la corrosión en un medio ácido, deben presentar un buen grado de conductividad eléctrica cuando el material no se halle especificado como aislante, y deben permitir una buena permeabilización rápida del oxígeno o del aire a nivel del cátodo y del hidrógeno a nivel del ánodo.

El material que se elija para la constitución de la banda que soporta los ánodos y los cátodos debe ser suficientemente poroso para permitir que los iones H^{+} atraviesen la banda entre los ánodos y los cátodos de las células unitarias.

Con objeto de evitar la dispersión del hidrógeno del lado anódico del primer substrato, los ánodos deben hallarse encapsulados y aislados del entorno inmediato de la pila.

Al indicado efecto y de acuerdo con una forma ventajosa de realización de la invención, representada en especial en la figura 2, la membrana se halla constituida por dos partes, comportando el primer substrato una primera banda lateral 11, que comporta los depósitos, y una segunda banda lateral 15, libre de depósitos, que se rebato o repliega según un eje longitudinal (A) sobre la primera banda lateral 11 y es sellada sobre esta banda lateral en vistas a encerrar los ánodos 12a, 12b, 12c ... en un conducto tubular que constituye el primer medio de canalización 3 lo largo del que circula el hidrógeno.

La primera banda 11 soporta los electrodos sobre sus dos caras tal como se ha descrito precedentemente, la segunda banda 15, que presenta la misma anchura que la parte 11, tal como puede verse en la figura 3A, permite recubrir íntegramente la parte superior de la banda 11 una vez montada y plegada en dos. El espesor del primer substrato puede variar entre unos espesores del orden de entre 25 y 100 m en función de las características electroquímicas y de la resistencia mecánica que en cada caso interese alcanzar. El material utilizado para la realización del primer substrato y para que el mismo pueda desarrollar sus funciones de membrana protónica se halla constituido por un material termoplástico que presente una estructura molecular que favorezca el transporte de los iones H^{+}.

La cara interior de la membrana que comporta los cátodos puede permanecer abierta al aire libre dado que la pila utiliza el aire ambiente para provocar la reacción química en oxígeno. La encapsulación de la cara que comporta los ánodos, realizada rebatiendo la banda 15 de la membrana sobre la cara superior de la banda 11 define un conducto para la circulación de hidrógeno. Los bordes en contacto de la banda 15 y de la banda 11 son seguidamente termosoldados o adheridos para garantizar la estanqueidad del conducto.

Una vez encapsulados los ánodos, el hidrógeno puede circular libremente a lo largo de toda la longitud de la banda.

Por otra parte, la geometría de la pila debe permitir que el aire atraviese lateralmente el bloque constituido por la banda arrollada sobre sí misma.

El hidrógeno atraviesa las capas de difusión gaseosa a nivel de los ánodos y circula a lo largo de los volúmenes libres definidos a lo largo de las capas de difusión gaseosa en el lado de los ánodos y entre los sucesivos ánodos.

De acuerdo con la invención, el primer substrato 11, 15 se halla constituido por un material flexible arrollado sobre sí mismo en espiral.

El conducto definido de esta manera puede hincharse bajo el efecto de la presión del hidrógeno durante la circulación del mismo y la deformación de la membrana como efecto de la presión quedará naturalmente limitada por la compresión ejercida por las diferentes capas determinadas por el arrollamiento del primer substrato.

Si se considera necesario, pueden suprimirse las deformaciones locales mediante una termosoldadura local de las bandas 11 y 15 de la membrana protónica.

De acuerdo con una forma ventajosa de realización de la invención, el aire de la reacción catódica atraviesa lateralmente la espiral constituida por la banda.

Al indicado efecto, el convertidor que constituye objeto de la invención comporta unos segundos medios de canalización 5 dispuestos para canalizar un flujo de aire sobre la cara que comporta los cátodos en una dirección perpendicular el eje longitudinal (A) de la banda contínua.

De acuerdo con la figura 4A, los segundos medios de canalización se hallan constituidos por medio de un elemento de soporte dispuesto a lo largo de la cara del primer substrato que comporta los cátodos 13a, 13b, 13c ..., estando provisto este elemento de soporte de canales 6 perpendiculares al eje longitudinal que dirigen el aire en sentido perpendicular con respecto al eje longitudinal del primer substrato.

Con objeto de facilitar la circulación del aire, puede acrecentarse la sección de paso de los canales. El soporte 5 puede adoptar diferentes formas tales como las de una película ondulada o acanalada. El soporte 5 se realizará siempre a partir de un material eléctricamente aislante con objeto de no conectar los cátodos entre sí. La altura de este soporte se calculará en función de la sección de paso del aire que se desee obtener.

En la variante representada en la figura 4B, el elemento de soporte es solidario de la cara exterior de la segunda banda 15 que en este caso se halla constituida por una banda independiente, y y la cara interior de esta banda se halla a su vez provista de acanaladuras longitudinales para facilitar la circulación del hidrógeno a lo largo de los ánodos.

A título de variante, la banda 15 puede ser solidaria de la banda 11 y hallarse aprisionada entre dos capas de material eléctricamente aislante y acanalado, estando la capa inferior acanalada en un sentido longitudinal, y la capa exterior en un sentido transversal.

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En la figura 5 se ha representado un ejemplo de terminales del convertidor que constituye objeto de la invención. El dispositivo 20 se halla insertado sobre las dos extremidades de la banda con objeto de inyectar hidrógeno en el primer medio de canalización estanco 3 y con objeto de colectar la corriente en el primer ánodo (polo negativo) y en el último cátodo (polo positivo). El dispositivo 20 se halla provisto de un inserto 21a y de una placa de cierre 21b. El inserto 21b se halla dispuesto en el interior del conducto a lo largo del que circula el hidrógeno.

El inserto es suficientemente fino para limitar al máximo la deformación de la membrana a nivel de su terminal.

El inserto comporta una canalización 23 de conducción de hidrógeno cuyas dimensiones se definirán en cada caso en función del consumo máximo de la pila.

El inserto comporta además un contacto eléctrico 22 dimensionado en función de los valores máximos de la corriente producida por la pila y conexionado al primer ánodo o al último cátodo.

En las dos extremidades de la pila se halla dispuesto un conducto de alimentación con hidrógeno, en vistas a alimentar la pila con carburante a través de sus dos extremidades si su consumo es importante y/o permitir la purga de la zona hidrogenada de la pila cuando la misma no se halla en funcionamiento.

Los dos dispositivos se hallan provistos de juntas apropiadas a nivel de la unión entre el inserto y la placa de cierre 21b entre los que se halla aprisionada la banda 15 de la membrana, con objeto de preservar la estanqueidad del sistema.

El conjunto que se ha representado en la figura 1, que se halla constituido el conjunto membrana-electrodos, las capas de difusión gaseosa y los insertos de inyección/colecta 20, es flexible y puede arrollarse sobre sí mismo sin engendrar conexiones parásitas o no deseadas entre los diferentes ánodos y cátodos. La banda se arrollará preferentemente alrededor de una matriz de forma ovalada o cilíndrica en la que se habrá previsto un espacio dispuesto para recibir el dispositivo interior 20. Igualmente, la banda puede hallarse envuelta por un cerco con objeto de aislar los ánodos dispuestos sobre la cara exterior de la espiral con respecto al ambiente exterior. Esta envolvente, al mismo tiempo, proporciona la resistencia mecánica y la fuerza de compresión necesarias para el mantenimiento de la integridad de la espiral, así como del contacto eléctrico entre las capas de difusión y los electrodos. La envolvente dispone de un elemento destinado a recibir el dispositivo exterior 20. La matriz y la envolvente se hallan constituidas a base de un material ligero, resistente desde el punto de vista mecánico y aislante de la electricidad.

El arrollamiento en espiral de la banda que reagrupa una pluralidad de células unitarias conexionadas en serie de acuerdo con la invención aporta varias ventajas, que se hallan básicamente constituidas por un mayor grado de compacidad del conjunto, una mejor difusión térmica en el cuerpo de la pila, y, consecuentemente, un mejor grado de homogeneidad térmica, una gran superficie de membrana, en contacto al mismo tiempo con el aire catódico y con el hidrógeno anódico, que permite acrecentar el transporte de agua a través de la membrana y el transporte de aire húmedo hacia el hidrógeno seco, lo que favorece la estabilidad de la humificación de la membrana. Además, puede modificarse el número de células simplemente alargando o acortando la banda sin modificar la concepción general de la pila, con la única la envolvente exterior se haya concebido de manera que presenta unas dimensiones regulables.

En particular, la membrana protónica del convertidor que constituye objeto de la invención puede estar constituida por una membrana a base de cadenas carbonadas y teflón sobre las que se hallan conexionados unos terminales HSO_{3} para el transporte de los iones H^{+}, pudiendo estar constituidos los cátodos y los ánodos a base de polvo de grafito y de platino depositados sobre la membrana.

Las células unitarias obtenidas suministran una diferencia de potencial del orden de 0,7 V y una intensidad del orden de 300 mA/cm^{2}.

La disposición de la pila que nos ocupa permite reducir el costo de la misma, así como reducir su peso, reducir su volumen, reducir el número de operaciones de montaje y proporciona una superficie acrecentada de intercambio de agua entre los reactantes, favoreciendo de esta manera la hidratación de la membrana.

Según la figura 4B, la banda 15 está constituida por un elemento independiente que comporta los canales a los que se ha hecho anteriormente referencia.

La invención no queda limitada a los ejemplos de realización que se han descrito y, de manera especial, la banda 15 puede constituirse a base de un material flexible y extensible, tal como un elastómero moldeado.

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Referencias citadas en la descripción

La lista de documentos indicada por el solicitante se ha confeccionado exclusivamente para información del lector y no forma parte de la documentación de la patente europea. Dicha lista se ha elaborado con gran esmero. Sin embargo, la Oficina Europea de Patentes declina toda responsabilidad por eventuales errores u omisiones.

Patentes documentos citados en la descripción

\bullet US 5382478 A [0015]

\bullet EP 1333517 A2 [0020]

\bullet US 6063517 A [0018]

Claims (9)

1. Convertidor electroquímico (1) con membrana protónica comportando una pluralidad de células unitarias de conversión electroquímica (2a, 2b, 2c ...) conexionadas en serie, comportando un primer substrato (11, 15) que constituye la membrana protónica que presenta una primera cara (11a) sobre la que se han realizado una sucesión de primeros depósitos constituyendo una serie de ánodos espaciados (12a, 12b, 12c) y una segunda cara, sobre la que se han realizado una sucesión de segundos depósitos que constituyen una sucesión de cátodos espaciados (13a, 13b,
13c ...), dispuestos enfrentados con los referidos ánodos, constituyendo los referidos ánodos y cátodos una pluralidad de células unitarias de conversión (2a, 2b, 2c ...), comportando además unas pistas (14a, 14b, 14c ...) de conexión entre un cátodo de una célula unitaria y un ánodo de una célula unitaria adyacente, que atraviesa el primer substrato (11, 15) entre las expresadas células unitarias de conversión, caracterizado porque el primer substrato (11) se halla constituido por un material flexible y porque las pistas (14a, 14b, 14c ...) se hallan constituidas por unas bandas que forman capas de difusión gaseosa, constituidas por un segundo substrato polímero poroso metalizado para hacerlo conductor, que atraviesa el primer substrato por unas zonas transversales (4a, 4b ...) y que se hallan mantenidas en contacto con los electrodos constituidos por los ánodos y los cátodos sobre el primer substrato, constituyendo las referidas bandas los medios combinados de conexión entre las células unitarias y de difusión gaseosa, y siendo mantenidos en contacto, por presión, con los electrodos.

2. Convertidor electroquímico según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer substrato comporta una primera banda lateral (11), que soporta los depósitos, y una segunda banda lateral (15), libre de depósitos, que se repliega sobre un eje longitudinal (A) sobre la primera banda lateral (11) y se halla sellada sobre la primera banda lateral de manera que los ánodos (12a, 12b, 12c ...) queden encerrados en un conducto tubular que constituye un primer medio de canalización a lo largo del que circula el hidrógeno.

3. Convertidor electroquímico según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el primer substrato (11) se halla arrollado sobre sí mismo en espiral.

4. Convertidor electroquímico según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las zonas de paso transversal (4a, 4b ...) se han hecho estancas a los gases.

5. Convertidor electroquímico según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el primer substrato se halla constituido a base de un material termoplástico que presenta una estructura molecular que favorece el transporte de los iones H^{+}.

6. Convertidor electroquímico según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comporta unos segundos medios de canalización (5) dispuestos para canalizar un flujo de aire sobre la cara que comporta los cátodos, en una dirección perpendicular con respecto al eje longitudinal (A) de la banda contínua.

7. Convertidor electroquímico según la reivindicación 6, caracterizado porque los segundos medios de canalización (5) comportan un elemento de soporte provisto de canales (6) perpendiculares al eje longitudinal.

8. Convertidor electroquímico según las reivindicaciones 2 y 7, caracterizado porque el elemento de soporte constituye una cara exterior de la segunda banda (15).

9. Convertidor electroquímico según la reivindicación 3, caracterizado porque las bandas son mantenidas en contacto con los electrodos por medio de la presión ejercida por los diferentes estratos de la banda cuando ésta es arrollada sobre sí misma.