Un conjunto de herramientas de código abierto para la simulación de celdas de combustible PEM
Autores: Kone, Jean-Paul; Zhang, Xinyu; Yan, Yuying; Adegbite, Stephen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Un conjunto de herramientas de código abierto para la simulación de celdas de combustible PEM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Celda de combustible
Caja de herramientas de código abierto
PEM
OpenFOAM
Curva de polarización
Dinámica de fluidos computacional
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, se presenta una caja de herramientas de código abierto que se puede utilizar para predecir con precisión la distribución de las principales cantidades físicas que se transportan dentro de una celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM). La caja de herramientas ha sido desarrollada utilizando la plataforma Open Source Field Operation and Manipulation (OpenFOAM), que es un código de dinámica de fluidos computacional (CFD) de código abierto. Los resultados del caso base para la distribución de la velocidad, presión, especies químicas, potencial de Nernst, densidad de corriente y temperatura son los esperados. La curva de polarización trazada se comparó con los resultados de un modelo numérico y datos experimentales tomados de la literatura. Las simulaciones realizadas han generado una cantidad significativa de datos e información sobre los procesos de transporte que están involucrados en el funcionamiento de una celda de combustible de membrana de intercambio de protones. Se ha explorado el papel clave que desempeña la constante de concentración en la formación de la curva de polarización de la celda. El desarrollo de la presente caja de herramientas está en línea con los objetivos delineados en el Anexo 37 de la Agencia Internacional de Energía (IEA, París, Francia) sobre Celdas de Combustible Avanzadas, que se dedica a desarrollar herramientas computacionales de código abierto para facilitar las tecnologías de celdas de combustible. Por lo tanto, el trabajo sirve como base para idear características adicionales que no siempre son factibles con un código comercial.
Descripción
En este trabajo, se presenta una caja de herramientas de código abierto que se puede utilizar para predecir con precisión la distribución de las principales cantidades físicas que se transportan dentro de una celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM). La caja de herramientas ha sido desarrollada utilizando la plataforma Open Source Field Operation and Manipulation (OpenFOAM), que es un código de dinámica de fluidos computacional (CFD) de código abierto. Los resultados del caso base para la distribución de la velocidad, presión, especies químicas, potencial de Nernst, densidad de corriente y temperatura son los esperados. La curva de polarización trazada se comparó con los resultados de un modelo numérico y datos experimentales tomados de la literatura. Las simulaciones realizadas han generado una cantidad significativa de datos e información sobre los procesos de transporte que están involucrados en el funcionamiento de una celda de combustible de membrana de intercambio de protones. Se ha explorado el papel clave que desempeña la constante de concentración en la formación de la curva de polarización de la celda. El desarrollo de la presente caja de herramientas está en línea con los objetivos delineados en el Anexo 37 de la Agencia Internacional de Energía (IEA, París, Francia) sobre Celdas de Combustible Avanzadas, que se dedica a desarrollar herramientas computacionales de código abierto para facilitar las tecnologías de celdas de combustible. Por lo tanto, el trabajo sirve como base para idear características adicionales que no siempre son factibles con un código comercial.