EC6B Equipo Avanzado de Pila de Combustible PEM

PEM FUEL CELL ADVANCED UNIT - EC6B

SISTEMAS INNOVADORES

El Equipo Avanzado de Pila de Combustible PEM, "EC6B", ha sido diseñado para permitir a los estudiantes la comprensión de la tecnología de las pilas de combustible, articularmente el de una pila de combustible de membrana de intercambio protónico (PEM).

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Descripción General

El Equipo Avanzado de Pila de Combustible PEM, "EC6B", ha sido diseñado para permitir a los estudiantes la comprensión de la tecnología de las pilas de combustible, articularmente el de una pila de combustible de membrana de intercambio protónico (PEM). También permite calcular diversos parámetros fundamentales de la pila de combustible tipo PEM, como la densidad de potencia, curvas de polarización, eficiencia, etc. y la variación de algunos de estos parámetros en función del consumo de reactivos y de la potencia desarrollada.

El equipo suministra un stack de pilas de combustible de membrana de intercambio protónico (PEM) con potencia nominal de 1000 W. El stack está compuesto por 72 pilas con forma de placas con canales que permiten el flujo de aire a través de la membrana. La membrana facilita el flujo de hidrógeno, creando la liberación de electrones. Entre cada par de pilas hay placas separadas conductoras de electricidad que permiten dicho flujo de electrones.

Las pilas son autohumidificables y no necesitan ningún tipo de humidificación externa.

El stack lleva integrado un ventilador capaz de aportar el aire necesario para el buen funcionamiento y mantenimiento de una temperatura apta.

El almacenamiento de hidrógeno representa uno de los puntos importantes dentro de la economía del hidrógeno. Por esta razón se incluye una botella de hidruros metálicos (2000 NL). Así, gracias a la absorción del hidrógeno en el interior, el hidrógeno queda almacenado de forma segura y certificada. Puesto que la presión de descarga de la botella de hidruros metálicos es 15 – 20 bares, el equipo "EC6B" también incluye dos reguladores de presión: uno preparado para la instalación en el cilindro de H2 con el fin de regular la presión de salida y otro instalado a la salida de la botella de hidruros metálicos para regular la presión de entrada al stack.

Además, el equipo suministra dos válvulas solenoides. Una de ellas está situada antes del stack. Ésta controla la entrada del hidrógeno y cuando el equipo está apagado dicha válvula está cerrada para evitar posibles fugas de hidrógeno. Esta válvula se cierra automáticamente cuando la temperatura del stack sobrepasa los 65 °C. La otra válvula está situada a la salida del stack y purga hacia el exterior el agua y el hidrógeno sobrante para un correcto funcionamiento.

El equipo también dispone de un sistema de regulación de carga que permite el estudio de la energía eléctrica generada, la representación de las curvas características de operación y su comparación con las curvas teóricas.

Todo el circuito eléctrico del stack está protegido por una unidad de cortocircuito en caso de sobrecarga de corriente (30 A) y desconexión por bajo voltaje (36 V). En caso de ocurrir alguno de los dos sucesos, la válvula solenoide de entrada de hidrógeno se cierra automáticamente.

Las conexiones y las mangueras del equipo están fabricadas con materiales adecuados para su uso con H2.

Incorpora un detector de fugas de hidrógeno con un rango de detección de 0 a 2% Vol. y de 0 a 100% L.I.E (Límite Inferior de Explosividad) respectivamente.

EJERCICIOS Y PRÁCTICAS GUIADAS

EJERCICIOS GUIADOS INCLUIDOS EN EL MANUAL

  1. Estudio de los principios fundamentales del funcionamiento de una pila de combustible de intercambio protónico (PEM).
  2. Estudio de la estructura y de los principios fundamentales de una botella de hidruros metálicos.
  3. Cálculo de la eficiencia de una pila de combustible PEM.
  4. Estudio de la influencia del consumo de aire y de hidrógeno en la eficiencia de una pila de combustible PEM.
  5. Estudio de la densidad de potencia de una pila de combustible PEM.
  6. Representación de la curva de polarización de una pila de combustible PEM.
  7. Determinación de las características de voltaje y densidad de corriente de una pila de combustible PEM.
  8. Influencia del consumo de hidrógeno en la generación de potencia eléctrica.
  9. Estudio de la influencia de la potencia generada en la eficiencia de una pila de combustible PEM.
  10. Estudio de la influencia de los caudales de reactivos en la generación de potencia eléctrica.
  11. Estudio del uso de reactivos y fenómenos de transporte.

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