Diseño y optimización de sistemas de pilas de combustibles

Abstract

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[ES] El objetivo del Proyecto Final de Carrera aquí presentado es el diseño y la optimización de Sistemas de Pilas de Combustible, para contribuir al desarrollo de esta tecnología que representa una propuesta doblemente beneficiosa en referencia a la seguridad energética y medioambiental.

Con este propósito en mente, la parte fundamental del proyecto es el desarrollo de un modelo paramétrico que prediga el comportamiento de las pilas de combustible poliméricas, usando una combinación de técnicas de modelización empíricas y mecanísticas. Considerando propiedades de transporte de masa, potenciales de equilibrio termodinámico, resistencias internas y polarizaciones ohmicas y de activación, se definirá el voltaje de la pila de combustible individual, en función de variables de operación tales como la temperatura, la corriente y las presiones parciales de oxígeno e hidrógeno.

Este estudio enfatizará posteriormente en optimizaciones de eficiencia y coste para las celdas individuales, los stacks y los sistemas de pilas de combustible, con el objetivo de determinar las condiciones de operación más favorables que conduzcan a los mejores rendimientos.

Tanto el desarrollo del modelo como la realización de las optimizaciones se llevará a cabo en Mathcad 2001 Professional ya que es un software de cálculo extremadamente versátil y potente como lenguaje de programación, que permite de una forma sencilla un exhaustivo tratamiento de datos e implementación de modelos. Mediante la herramienta de Optimización que posee este software se determinarán las condiciones más favorables de funcionamiento de los sistemas de pilas de combustible. En el aspecto gráfico, las capacidades de edición y de representación en 2D y 3D del programa, harán posible la comprobación de la veracidad de los resultados obtenidos.