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Hidrógeno y Celdas de Combustible

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Hidrógeno y Celdas de Combustible

La condición actual del mundo plantea retos en muchas áreas, incluidas la generación y almacenamiento de energía en conjunto con el desarrollo sostenible ambiental. En contraste a algunas opciones actuales incluyen hidrocarburos y baterías eléctricas, se plantea alternativamente el uso de energía limpia tomando como base a las Celdas de Combustible y el hidrógeno como vector energético. Estos dispositivos funcionan con un abastecimiento continuo de un combustible y un oxidante que, gracias a reacciones químicas en su interior, generan como resultado energía eléctrica y agua. Uno de los ejemplos más comunes y que actualmente se estudia en Lab-FREE (Laboratorio de Fuentes Renovables de Energía Espol), es la PEFC (de sus siglas en inglés, Polymer Electrolyte Fuel Cell).

Estudios teóricos – una aproximación de la realidad.

Uno de los campos estudiados por el equipo de investigación de Celdas de Combustible es la simulación de fenómenos de transporte que ocurren durante el desempeño de un dispositivo usando programación en 2D y 3D. Algunos de los tópicos incluidos son comparaciones del transporte de masa con diferentes esquemas en medios porosos, variación de configuraciones geométricas en las celdas y modelados de transferencias de calor en sus distintos elementos. El método de Lattice Boltzmann (LBM) es ampliamente usado en los estudios de modelado. Distintos parámetros de difusión son analizados bajo diferentes morfologías.

 

 

Estudios experimentales – acercándonos a la realidad.

Debido a la importancia del desempeño de las Celdas de Combustible en diferentes condiciones, en Lab-Free se realizan múltiples experimentos y mediciones para poner a prueba la eficiencia de este tipo de dispositivos al variar diferentes parámetros a la vez. Algunas de nuestras prácticas someten a las Celdas de Combustible a operar bajo diferentes temperaturas, humedad, concentraciones de compuestos, entre otras. Se tiene como objetivo encontrar la mejor configuración de elementos que den como resultado la más alta eficiencia.

Desarrollo de componentes – dentro de la Celda de Combustible.

En respuesta a la necesidad de mejorar los materiales empleados en las Celdas de Combustible, nuestro equipo trabaja en desarrollar nuevas combinaciones para emplear materiales compuestos en nuestros dispositivos. Por ahora, estamos enfocados en el mejoramiento de las propiedades mecánicas y eléctricas de las placas bipolares. Se realizan

pruebas con polímeros y compuestos de carbono para ser utilizados en Stacks de Celdas de Combustible. Este proceso se ve apoyado por el modelamiento digitalizado para predecir las posibles características a obtener.

Proyectos actuales:

* Desarrollo de prototipo de pila de celdas de combustibles (pcc) tipo pem para uso no estacionario

* Acoplamiento multi-escala/fase por modelamiento y experimentación en celdas de combustible "Koppling av flerskalig modellering och experiment med fokus på bränsleceller"

Palabras clave:

Celdas de Combustible, Hidrógeno, Fenómenos de Transporte, Parámetros de difusión, Propiedades Mecánicas, Propiedades eléctricas.

Contacto:

Mayken Espinoza-Andaluz, Ph.D.

Si tienes una idea no dudes en contactarme: Email: masespin@espol.edu.ec

Teléfono: 042269367

Publicaciones: https://scholar.google.com.ec/citations?user=3Cs8gFgAAAAJ&hl=en&oi=ao