Las reacciones electroquímicas que se dan dentro de las pilas de combustible para generar electricidad podrían proporcionar una forma barata de retirar de forma selectiva el dióxido de carbono de los gases de escape de las centrales eléctricas que funcionan con combustibles fósiles. Estas mismas reacciones podrían concentrar el dióxido de carbono, permitiendo que se almacene bajo tierra. La pila de combustible también se podría usar para generar electricidad, proporcionando ingresos que compensaran su coste. 

Los métodos existentes para la captura de CO2 prácticamente doblan el coste de producir electricidad en una central eléctrica de carbón. Y aunque usar pilas de combustible aumentara el coste de la electricidad, ese aumento -basado en pruebas preliminares y cálculos- sería de un tercio o menos, afirma Shailesh Vora, director de programa en el Laboratorio Nacional de Tecnologías Energéticas del Departamento de Energía de Estados Unidos, que está financiando el desarrollo de la tecnología mediante una subvención de 2,4 millones de dólares (unos 1,8 millones de euros). Los investigadores estudian la posibilidad de usar pilas de combustible para capturar CO2 al menos desde principios de la década de 1990, pero ahora las pilas son más baratas y duran más, lo que podría hacer que fueran más prácticas.  

La tecnología de captura de dióxido de carbono, cuyo objetivo es reducir las emisiones de las centrales eléctricas, podría ser clave para resolver el problema del cambio climático, sobre todo desde que la electricidad derivada de los combustibles fósiles está creciendo más rápidamente que la de fuentes con bajas emisiones de CO2 como la eólica, la solar o la nuclear (ver "¿Llegará a tiempo la captura de carbono?"). Ya existe la tecnología capaz de capturar dióxido de carbono de los gases de escape, pero no se usa a gran escala porque es cara y porque usa vapor que de otra manera se usaría para generar electricidad, recortando tanto la producción como los ingresos de una central eléctrica en aproximadamente un tercio.

Vora afirma que una ventaja del método de las pilas de combustible es que mientras que otras tecnologías de captura de CO2 reducen la cantidad de electricidad -e ingresos- que genera una central, el uso de pilas de combustible aumenta la producción eléctrica.

No todas las pilas de combustible sirven para capturar dióxido de carbono. El proceso solo funciona con pilas de combustible de carbonato fundido, un tipo fabricado por FuelCell Energy, una empresa con sede en Bridgeport, Connecticut (EE.UU.) que las vende a empresas y redes eléctricas para determinadas aplicaciones nicho.

En realidad las pilas de combustible de carbonato fundido dependen del dióxido de carbono para funcionar. Lo recogen en un electrodo. El dióxido de carbono se usa para formar iones que conducen la corriente al electrodo contrario, donde se emite el dióxido de carbono. Por último se bombea al primer electrodo para reutilizarse, formando un bucle completo.

Para capturar el dióxido de carbono, se interrumpiría este bucle. En vez de reciclar el dióxido de carbono, la pila de combustible obtendría el dióxido de carbono que necesita de los gases de escape de una central eléctrica. Estos gases de escape contienen de un 5 a un 15 por ciento de dióxido de carbono, diluido en otros gases, principalmente nitrógeno. La pila de combustible tendría que coger el CO2 de forma selectiva, usarlo para formar iones y después emitirlo en un flujo mucho más concentrado por el electrodo contrario. Los gases emitidos así serían CO2 en un 70 por ciento. Casi todo lo demás es vapor de agua, que es fácil de condensar, dejando un flujo prácticamente puro de dióxido de carbono que se puede someter a grandes presiones y bombear bajo tierra para su almacenaje.

De momento, la tecnología se ha probado a pequeña escala en un laboratorio. La subvención del Departamento de Energía se usará para construir sistemas más grandes para capturar dióxido de carbono. Quedan en el aire algunas dudas sobre qué tal funcionará y cuánto costará. Para empezar, los gases de escape de las centrales eléctricas están contaminados con azufre y otros contaminantes que podrían interferir con la operación de una pila de combustible. Los costes dependerán de cuánto haya que limpiar los gases antes de introducirlos en una pila de combustible. La tecnología podría funcionar mejor en las centrales de gas natural, que tienen gases de escape más limpios que las centrales de carbón.

FuelCell Energy fabrica pilas de combustible capaces de generar cada una solo unos pocos megavatios. Quizá tenga que hacer pilas mucho más grandes -capaces de generar cientos de megavatios- para capturar grandes cantidades de dióxido de carbono en una central eléctrica.

FuelCell Energy calcula que el proceso podría capturar a un coste de entre 20 y 30 dólares por tonelada (entre 15 y 23 euros). A ese precio, FuelCell quizá pueda venderlas para usar en invernaderos o para potenciar la producción en los pozos de petróleo, pues se pueden usar para extraer petróleo que de otra forma se quedaría agarrado a los poros dentro de una reserva de crudo.

De hecho, las pilas de combustible podrían servir para abordar uno de los retos clave en el uso del CO2 en la extracción de petróleo. Normalmente, hacer esto exige tuberías que lleven el CO2 a pozos remotos. Pero se podrían usar pilas de combustible en el lugar de extracción para generar electricidad partiendo de los gases que se producen junto con el petróleo. Eso produciría dióxido de carbono que a continuación podría capturarse y bombearse bajo tierra para ayudar a liberar el petróleo. Una vez vacía la reserva de crudo, el pozo se podría taponar, atrapando el CO2 bajo tierra.

Sin embargo aún no está claro cuánto dióxido de carbono se emite al usar CO2 para potenciar la producción petrolífera, parte de las ventajas de atrapar CO2 bajo tierra se verían compensadas por mayores emisiones de CO2 del petróleo.