The research of the degradation on a PEM fuel cell

Abstract

[ES] La tesis investiga la degradación de las celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM) a lo largo del tiempo. Las celdas PEM son dispositivos que convierten la energía química del hidrógeno en electricidad de manera eficiente y limpia. Este estudio se centra en entender cómo estas celdas se degradan durante su uso prolongado y qué factores contribuyen a su deterioro.

La investigación se realiza debido a la importancia creciente de las celdas de combustible PEM como fuentes de energía limpia. La degradación afecta la eficiencia y la vida útil de estas celdas, lo que puede limitar su aplicación en industrias clave como la automoción y la generación de energía. Comprender los mecanismos de degradación es esencial para mejorar la durabilidad y el rendimiento de las celdas PEM.

El objetivo principal es profundizar en el funcionamiento, eficiencia, características y fenómenos de degradación de las celdas PEM a lo largo del tiempo. Esto no solo incluye comprender los principios operativos de estas celdas, sino también investigar cómo varía su rendimiento en condiciones reales tras años de operación continua. La investigación pretende aportar datos y análisis detallados que puedan ayudar a desarrollar celdas más duraderas y eficientes.

La metodología de la investigación incluye la configuración experimental de una celda de combustible PEM, la recopilación de datos y el análisis de estos datos para identificar patrones y anomalías. La tesis describe el montaje experimental utilizado, las especificaciones de la celda, y los métodos de recolección de datos, que abarcan variables como la temperatura, la humedad y la composición del gas de alimentación .

Se espera que esta investigación contribuya al desarrollo de celdas PEM más resistentes y eficientes mediante una comprensión detallada de los procesos de degradación. Entre las recomendaciones para mitigar la degradación se incluyen la mejora de materiales, el control de las condiciones operativas, y el diseño de sistemas que optimicen la gestión del agua y la temperatura, así como la purificación del hidrógeno y el aire .

En resumen, la tesis proporciona una visión comprensiva sobre los desafíos de la degradación en las celdas de combustible PEM y sugiere vías para mejorar su durabilidad y rendimiento a largo plazo.

[EN] The thesis investigates the degradation of Proton Exchange Membrane (PEM) fuel cells over time. PEM fuel cells are devices that efficiently and cleanly convert the chemical energy of hydrogen into electricity. This study focuses on understanding how these cells degrade during prolonged use and what factors contribute to their deterioration.

The research is conducted due to the growing importance of PEM fuel cells as clean energy sources. Degradation affects the efficiency and lifespan of these cells, which can limit their application in key industries such as automotive and power generation. Understanding the degradation mechanisms is essential to improving the durability and performance of PEM cells.

The primary objective is to delve into the operation, efficiency, characteristics, and degradation phenomena of PEM cells over time. This includes not only understanding the operational principles of these cells but also investigating how their performance varies under real conditions after years of continuous operation. The research aims to provide detailed data and analysis that can help develop more durable and efficient cells.

The research methodology includes the experimental setup of a PEM fuel cell, data collection, and analysis of this data to identify patterns and anomalies. The thesis describes the experimental setup used, the cell specifications, and the data collection methods, covering variables such as temperature, humidity, and feed gas composition.

It is expected that this research will contribute to the development of more robust and efficient PEM cells through a detailed understanding of the degradation processes. Recommendations to mitigate degradation include improving materials, controlling operational conditions, and designing systems that optimize water and temperature management, as well as purifying hydrogen and air.

In summary, the thesis provides a comprehensive view of the challenges of degradation in PEM fuel cells and suggests ways to improve their long-term durability and performance.