Un grupo de investigación del Departamento de Ingeniería Energética de la Universidad de Sevilla y colaboradores de AICIA y el Instituto Tecnológico de Harbin en China han logrado comprender mejor el enfriamiento de pilas de combustible de membranas de electrolitos poliméricos (PEM) y su relación con los gradientes de temperatura.en la membrana.

La investigación se basó en el análisis numérico de la transferencia de calor para tipo serpentina.enfriamientocanales en una celda de combustible PEM, evaluando la influencia de las condiciones de operación para establecer una nueva correlación para el rendimiento de la transferencia de calor, es decir, el número de Nusselt.

Los resultados determinaron que el flujo másico de refrigerante y la placa bipolarconductividad térmicapresentó un mayor efecto sobre la capacidad de refrigeración de una pila PEMFC.Los hallazgos sonpublicadoen el diarioEnergía.

La refrigeración de las chimeneas juega un papel importante en ladiseñode las pilas de PEMFC porque un enfriamiento adecuado ayuda a mitigar los riesgos causados ​​por gradientes de temperatura excesivos que conducen a la degradación y efectos perjudiciales sobre la integridad de la membrana.En consecuencia, la refrigeración de las pilas juega un papel clave en la eficiencia y durabilidad de una pila PEM.

La capacidad de refrigeración de la pila PEM se estudió mediantedinámica de fluidos computacional(CFD) simulaciones en 100 cm²Celda de área activa con canales de refrigeración tipo serpentina, variando el tipo de refrigerante, el caudal másico, la resistencia térmica de contacto, el material de la placa bipolar y el diseño de los canales de refrigeración.Se propuso una nueva correlación de transferencia de calor con validez para una amplia gama de condiciones operativas.

El principal resultado de esta investigación: una nueva correlación para el número de Nusselt para PEMpilas de pilas de combustibleque se puede utilizar para una amplia gama de condiciones operativas, facilitará el diseño del sistema de refrigeración en una pila PEM, lo que permitirá a los investigadores prever si los diseños eventualmente conducirán a la degradación, contribuyendo así al diseño de pilas con mayor durabilidad y rendimiento.

Más información:Laura González-Morán et al, Un estudio numérico sobre la transferencia de calor para canales de enfriamiento tipo serpentina en una pila de celda de combustible PEM,Energía(2024).DOI: 10.1016/j.energy.2024.132634