Estudio del comportamiento estacionario y dinámico de una pila de combustible de membrana de intercambio protónico

Zusammenfassung

La Tesis Doctoral "Estudio del comportamiento estacionario y dinámico de una pila de combustible de membrana de intercambio protónico" tiene como finalidad profundizar en la comprensión del funcionamiento de una celda individual y de un apilamiento de celdas o "stack". Los objetivos principales de esta tesis son el estudio del efecto de la hidratación de las membranas y de los electrodos, del suministro de los reactivos (H2 y O2 o aire) y de la intensidad aplicada en el funcionamiento de una celda individual; también se realiza el análisis de factores relevantes que influyen en el comportamiento del stack, tales como el efecto de la temperatura de operación, de la temperatura de humidificación del ánodo, y de la intensidad aplicada. En todos los casos se analizan las curvas de polarización (potencial frente a intensidad). Para el desarrollo de esta investigación se ha seguido la siguiente metodología: o En el caso de la celda individual, en estado estacionario, se estudia el efecto de los caudales de H2 y O2 sobre el potencial. En el caso del estudio del comportamiento dinámico, se analiza la respuesta del potencial ante cambios en la intensidad aplicada en forma de pulsos y escalones. Además, se estudia el efecto del caudal de H2, de la intensidad y de la resistencia sobre el potencial de descarga de la celda. o En el caso del stack, que consta de 10 celdas, en primer lugar se estudia el efecto de la temperatura de humidificación del combustible y de la temperatura de operación sobre las curvas de polarización, ya que estas dos variables influyen de forma significativa sobre el contenido de humedad de las membranas y por tanto sobre el comportamiento del stack. Posteriormente, se estudia el comportamiento dinámico del stack midiendo la respuesta del potencial ante cambios de la intensidad en forma de pulsos y escalones para varias temperaturas de humidificación del ánodo y de operación del stack. Finalmente se desarrollan modelos matemátic