Simulación de una pila PEMFC "air-breathing" utilizando el código OpenFOAM

• Autores: Luiz Norberto Weber, María Paloma Ferreira Aparicio, Antonio Chaparro Sabina
• Localización: Libro de comunicaciones Congreso Iberoamericano de Hidrógeno y Pilas de Combustible: IBERCONAPPICE 2019, Madrid, 23-25 Octubre 2019 / Margarita Daza Bertrand (dir. congr.), Loreto Daza Bertrand (dir. congr.), 2019, págs. 71-76
• Idioma: español
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen
  • español

    Estamos utilizando el código abierto OpenFOAM para simular elfuncionamiento de una pila de combustible de tipo PEMFC de interés para aplicaciones portátiles que funcionan con hidrógeno. En la misma, el cátodo "airbreathing" funciona con aire ambiental sin requerir elementos convectivos. El ánodo funciona con una presión estática de hidrógeno, en modo "dead-end", y permite la permeación del agua producida por medio de una membrana hidrofílica, lo que le lleva a un funcionamiento con estequiometría =1.0. Este tipo de pila ha sido desarrollada en el CIEMAT para pequeñas aplicaciones portátiles en las que el peso y volumen del sistema deben reducirse al mínimo necesario, mientras que el aprovechamiento de hidrógeno debe maximizarse.Originariamente desarrollada para pilas de combustible de óxido sólido, la aplicación del código openFuelCell en pilas de tipo PEMFC es una actividad novedosa.El programa que se está desarrollando nos permitirá conocer aspectos esenciales del funcionamiento de la pila, como la curva de polarización, transporte de agua líquida, distribución de temperaturas, y distribución del calor generado.

  • English

    The open-source CFD code OpenFOAM is being used to simulate theoperation conditions of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), with an 'air-breathing' cathode. The fuel cell operates with ambient air without additional.convective elements. The anode works in dead-end mode using a static H2 pressure of 0.5bar, and with a hydrophilic membrane to allow for the evacuation of liquid water. This mode allows for 100% hydrogen consumption in the electrochemical reaction, i.e. =1.0.This fuel cell type is being developed in CIEMAT and applied to small portable applications where extra weight and volume must be minimised, while maximizing hydrogen utilization. Being originally developed for solid oxide fuel cells, the openFuelCell model is extended to PEMFCs for the first time. It will provide basic knowledge of this special fuel cell configuration, essential characteristics of its performance reflected by the polarization curve, liquid water transport, temperature inhomogeneities, and heat transport.