Caracterización de un stack de pila de combustible PEM en función de la temperatura, humedad relativa y estequiometría. Ensayos de vibración

• Autores: G. Rosado, J. C. Olavarrieta, J. Pozuelo, Lida Buitrago García
• Localización: Libro de comunicaciones Congreso Iberoamericano de Hidrógeno y Pilas de Combustible: IBERCONAPPICE 2019, Madrid, 23-25 Octubre 2019 / Margarita Daza Bertrand (dir. congr.), Loreto Daza Bertrand (dir. congr.), 2019, págs. 59-64
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    La introducción y uso de pilas de combustible en el mercado,especialmente las de tecnología de membrana de intercambio protónico (PEM), necesita procedimientos de caracterización y ensayo para probar sufuncionamiento en diferentes condiciones ambientales que consoliden surendimiento, durabilidad y seguridad, en aplicaciones estacionarias, portátiles o de transporte. El desarrollo de este trabajo se ha llevado a cabo en las instalaciones del CNH2, utilizando sus bancos de ensayo y equipos para caracterizar un stack de pila de combustible de tecnología PEM de 5 kWe en función de la temperatura, humedad relativa y estequiometría en el lado del ánodo y en el lado del cátodo. Por otro lado, el stack ha sido sometido a diversos ensayos de vibración en una mesavibratoria (shaker) con el fin de determinar las frecuencias críticas que lo podrían dañar y evaluar los efectos que las vibraciones podrían causarle a nivel físico y funcional, para lo que se midió la tasa de fuga de gas antes y después de los ensayos de vibración. Los resultados de las curvas de caracterización del stack a diferentestemperaturas, humedades relativas y estequiometrías en ánodo y cátodo fueron muy similares en el rango de parámetros analizado y el voltaje producido por el stack, casi idéntico en dichas curvas. El impacto de las vibraciones sobre el comportamiento del stack ha sido nulo, no afectando ni a la parte estructural ni al rendimiento del mismo.

  • English

    The introduction and use of fuel cells in the market, specifically thoseof proton exchange membrane (PEM) technology need characterization and testing procedures to test their operation in different operation conditions that consolidate their performance, durability and safety, in stationary, portable or mobility applications. The development of this work has been carried out in the CNH2 facilities, by using its test benches and equipment to characterize a PEM fuel cell stack of 5 kWe as function of temperature, relative humidity and stoichiometry at the anode and cathode side. On the other hand, the stack has been subjected to vibration tests on a vibrating table (shaker) in order to determine the critical frequenciesthat could damage it and to evaluate the effects that vibrations can cause both mechanically and functionally. Because of this, the gas leak rate has been determined before and after the vibration tests. The characterization curves of the stack at different temperatures, relative humidities and stoichiometries at anode and cathode side were very similar in the range of parameters analysed and the voltage produced by the stack was almost identical in such curves. The impact of the vibrations on the behaviour of the stack has been null. This has not affected either the structural part or the performance of the stack.