Un modelo computacional unidimensional para identificar las condiciones de operación y las dimensiones del canal de flujo del cátodo para una celda de combustible de membrana de intercambio protónico
Autores: Bielefeld, Nikolaj Maack; Sørensen, Rasmus Dockweiler; Jørgensen, Mikkel; Kure, Kristoffer; Berning, Torsten
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un modelo computacional unidimensional para identificar las condiciones de operación y las dimensiones del canal de flujo del cátodo para una celda de combustible de membrana de intercambio protónico
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Modelo computacional
Lado del cátodo
Pila de combustible de membrana de intercambio protónico
Caída de presión
Densidad de corriente
Densidad de potencia de la pila de combustible
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Se ha desarrollado un modelo computacional unidimensional que se puede utilizar para identificar las condiciones de operación para el lado del cátodo de una celda de combustible de membrana de intercambio de protones, de modo que tanto la humedad relativa de entrada como la de salida sea igual al 100%. Al equilibrar la caída de presión calculada a lo largo del canal de flujo del lado del cátodo con el cambio en la composición molar, se pueden identificar las condiciones de entrada para el lado del cátodo con el objetivo de evitar la inundación del canal. La longitud, altura, ancho y la relación entre el ancho del terreno y el canal son parámetros de entrada para el modelo, de modo que se pueda utilizar para dimensionar el campo de flujo del cátodo. El modelo se puede utilizar para calcular la densidad de corriente límite, y estamos presentando valores altos sin precedentes como resultado de la alta caída de presión a lo largo de los canales de flujo. Tales densidades de corriente altas pueden resultar en última instancia en una densidad de potencia de celda de combustible más allá del valor típico de 1.0-2.0 W/cm2 para celdas de combustible automotrices.
Descripción
Se ha desarrollado un modelo computacional unidimensional que se puede utilizar para identificar las condiciones de operación para el lado del cátodo de una celda de combustible de membrana de intercambio de protones, de modo que tanto la humedad relativa de entrada como la de salida sea igual al 100%. Al equilibrar la caída de presión calculada a lo largo del canal de flujo del lado del cátodo con el cambio en la composición molar, se pueden identificar las condiciones de entrada para el lado del cátodo con el objetivo de evitar la inundación del canal. La longitud, altura, ancho y la relación entre el ancho del terreno y el canal son parámetros de entrada para el modelo, de modo que se pueda utilizar para dimensionar el campo de flujo del cátodo. El modelo se puede utilizar para calcular la densidad de corriente límite, y estamos presentando valores altos sin precedentes como resultado de la alta caída de presión a lo largo de los canales de flujo. Tales densidades de corriente altas pueden resultar en última instancia en una densidad de potencia de celda de combustible más allá del valor típico de 1.0-2.0 W/cm2 para celdas de combustible automotrices.