RESUM

      L’economia de l’hidrogen fa referència a un model econòmic alternatiu a l’ús dels combustibles fòsils, en el que aquest gas generat de una manera neta i econòmica, serviría per a satisfer les necessitats energètiques de la societat. La revolució energètica que suposa l’economia de l’hidrogen es basa en utilitzar aquest gas per a generar electricitat mitjançant piles de combustible, més que en el seu ús directe com a combustible.
      
      En aquest context, en la present Tesi Doctoral titulada “Estudi del comportament estacionari i dinàmic de una pila de combustible de 300 W de potència operant en modes ànode tancat i ànode obert” s’estudia l’efecte de les variables d’operació de la pila de combustible com són els cabals d’hidrogen i d’aire, la temperatura d’operació, la temperatura d’humidificació dels gasos, els coeficients estequiomètrics dels gasos i la pressió d’alimentació d’aquestos sobre el comportament de una pila de 300W i de les cel·les individuals que la componen, mitjançant curves potencial-densitat de corrent o curves de polarització i mitjançant espectroscopía d’impedància electroquímica. Per a portar a terme aquest treball s’ha desenrotllat un sistema de monitorització i control de les variables citades prèviament. 
      
      Respecte a les curves de polarització, aquestes són característiques de cada pila de combustible, y permeten estudiar el seu comportament estacionari en diferents condicions d’operació. En mode ànode tancat el potencial augmenta amb el coeficient estequiomètric de l’aire. En mode ànode obert, el potencial augmenta amb els coeficients estequiomètrics de l’hidrogen i de l’aire, amb els cabals d’ambdós gasos i amb la pressió. Respecte a la temperatura amb els dos modes de funcionament, els millors resultats s’han obtés quan la tempratura d’operació i d’humidificació teníen valors semblants.

	S’ha desenrotllat un model matemàtic que permiteix determinar els paràmeters cinètics de les cel·les individuals mitjançant l’ajust de les curves de polarització experimentals al model proposat. El comportament de les cel·les individuals varía amb la seva posició dins de la pila de combustible, com a conseqüència de les variacions de temperatura que es produeixen dins de la pila.

	Amb l’estudi del comportament dinàmic s’ha observat que quan es produeix un augment de la densidad de corrent, el voltatge disminueix bruscament, arriba a un valor mínim o subimpuls i, després augmenta fins arribar a un nou estat estacionari. D’altra banda, quan es produeix un canvi negatiu en la densitat de corrent, el potencial augmenta fins un valor màxim o sobreimpuls de potencial i, després disminueix fins arribar de nou a l’estat estacionari. El subimpuls o sobreimpuls aconseguits están relacionats amb el dèficit o excés puntual de gasos, o canvis puntuals en el contingut d’humitat de la membrana que es produeix quan es modifica la densitat de corrent. A més a més, els valors del subimpuls i del sobreimpuls de potencial són més grans quan el funcionament de la pila de combustible està controlat per la transferència de càrrega i per a elevades densitats de corrent, quan el funcionament està controlat per la transferència de matèria.

	La caracterització de la pila de combustible mitjançant la tècnica d’espectroscopía d’impedància electroquímica s’ha realitzat a tres densitats de corrent, quan el funcionament de la pila de combustible està controlat per la transferència de càrrega, per la caiguda òhmica i per la transferència de matèria. Els resultats obtinguts s’han ajustat a un circuit elèctric equivalent i s’han determinat les resistències òhmiques, a la transferència de càrrega i a la transferència de matèria. En general, les resistències òhmiques i a la transferència de càrrega disminueixen amb l’augment de la densitat de corrent, i la resistència a la transferència de matèria augmenta amb l’augment de la densitat de corrent.