Optimización del desempeño de un stack de baja potencia de celdas de combustible tipo PEM [recurso electrónico] /
Romeo Iván Moreno Flores
- 1 disco compacto
Tesis (Maestría en Ciencias en Energía Renovable) .-- Centro de Investigación Científica de Yucatán, 2015.
Para una PEMFC en funcionamiento, existen diferentes causas de la pérdida de rendimiento, que puede aumentar cuando el sistema se escala para una mayor potencia. En este trabajo se optimiza el rendimiento eléctrico de los stacks de baja potencia elaborados en la Unidad de Energía Renovable del CICY mediante estudios del comportamiento y rendimiento para las monoceldas y stacks construidos, y comparados con comerciales. Se usan técnicas electroquímicas como curvas de polarización, voltamperometría cíclica y espectroscopia de impedancia electroquímica, que permiten conocer el desempeño de la monocelda y stack en operación, así mismo, las distintas causas que provocan las pérdidas como son las resistencias (óhmica, transferencia de carga y concentración) y la permeabilidad de combustible; adicional a estas técnicas, se evalúa morfológicamente a los ensambles membrana-electrodos por medio de SEM para evaluar los ajustes en las técnicas de deposición de la tinta catalítica y observar la homogeneidad de la superficie de dicha capa. En la primera etapa de este trabajo, se realizaron pruebas preliminares para conocer los puntos claves que afectan el escalamiento; en la segunda, se analizó detalladamente los efectos de la variación de algunos materiales y métodos para elaborar los componentes de las celdas; en la tercera, se construyó un stack de tres celdas con el diseño de acuerdo a las recomendaciones de la segunda etapa, y finalmente se caracterizó electroquímicamente al stack. Los resultados demostraron que la deposición de la capa catalítica por electrospray aumenta la densidad de potencia máxima de una monocelda, de 208 a 266 mW/cm2, en comparación con la técnica de goteo; también, la optimización de los parámetros para el ensamble membrana electrodo por medio de prensado con calor mejoró la densidad de potencia máxima hasta 310 mW/cm2 y minimizando la razón de contacto eléctrico, de 0.5 a 0.2, con un aumento del 11 por ciento. La potencia máxima del stack fue de 762 mW/cm2, y la de cada una de sus celdas fue de 270, 254 y 243 mW/cm2, respectivamente.
CELDAS DE COMBUSTIBLE CELDAS DE COMBUSTIBLE--INTERCAMBIO DE PROTONES ENERGIA RENOVABLE