Modelado Adaptativo Óptimo de Celdas de Combustible de Membrana Electrolítica de Hidrógeno Basado en Algoritmos Meta-Heurísticos Considerando el Factor de Envejecimiento de la Membrana
Autores: Ali, Mohamed Ahmed; Mandour, Mohey Eldin; Lotfy, Mohammed Elsayed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelado Adaptativo Óptimo de Celdas de Combustible de Membrana Electrolítica de Hidrógeno Basado en Algoritmos Meta-Heurísticos Considerando el Factor de Envejecimiento de la Membrana
Categoría
Energía
Subcategoría
Tecnología de combustibles
Palabras clave
Criterio de modelado eficiente y adaptativo
Célula de combustible de membrana de electrolito polimérico
PEMFC
Optimizador de caballo salvaje
Algoritmo de optimización metaheurística
Licencia
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Se propone en este artículo un criterio de modelado adaptativo eficiente para la celda de combustible de membrana de electrolito polimérico (PEMFC), que puede facilitar su simulación, diseño, análisis y control precisos. En este trabajo, se han adaptado una serie de algoritmos de vanguardia para optimizar el complejo modelo electroquímico de la PEMFC. Las investigaciones se llevan a cabo no solo desde la perspectiva convencional de la precisión del modelado, sino también desde una nueva perspectiva representada por el impacto del tiempo de cálculo del proceso. Aquí, se propone una técnica novedosa de modelado de la PEMFC basada en un algoritmo de optimización metaheurística llamado optimizador de caballos salvajes (WHO). La técnica propuesta se ocupa del impacto del tiempo de cálculo en el modelado dinámico de la PEMFC. Se realizó un análisis estadístico exhaustivo sobre los resultados de los optimizadores metaheurísticos competidores que se adaptaron a un problema común de modelado de la PEMFC. Entre ellos, los resultados del enfoque WHO propuesto mostraron un rendimiento prometedor en términos de precisión y tiempo de cálculo mínimo en comparación con otros enfoques de vanguardia. Para una evaluación adicional del enfoque WHO, se utilizó para optimizar modelos de pilas de PEMFC comerciales adicionales. Los resultados del enfoque WHO destacaron su rendimiento superior desde el punto de vista de una alta precisión con una baja carga computacional, lo que respalda su idoneidad para aplicaciones en línea.
Descripción
Se propone en este artículo un criterio de modelado adaptativo eficiente para la celda de combustible de membrana de electrolito polimérico (PEMFC), que puede facilitar su simulación, diseño, análisis y control precisos. En este trabajo, se han adaptado una serie de algoritmos de vanguardia para optimizar el complejo modelo electroquímico de la PEMFC. Las investigaciones se llevan a cabo no solo desde la perspectiva convencional de la precisión del modelado, sino también desde una nueva perspectiva representada por el impacto del tiempo de cálculo del proceso. Aquí, se propone una técnica novedosa de modelado de la PEMFC basada en un algoritmo de optimización metaheurística llamado optimizador de caballos salvajes (WHO). La técnica propuesta se ocupa del impacto del tiempo de cálculo en el modelado dinámico de la PEMFC. Se realizó un análisis estadístico exhaustivo sobre los resultados de los optimizadores metaheurísticos competidores que se adaptaron a un problema común de modelado de la PEMFC. Entre ellos, los resultados del enfoque WHO propuesto mostraron un rendimiento prometedor en términos de precisión y tiempo de cálculo mínimo en comparación con otros enfoques de vanguardia. Para una evaluación adicional del enfoque WHO, se utilizó para optimizar modelos de pilas de PEMFC comerciales adicionales. Los resultados del enfoque WHO destacaron su rendimiento superior desde el punto de vista de una alta precisión con una baja carga computacional, lo que respalda su idoneidad para aplicaciones en línea.