Metodología seguida para el desarrollo de placas bipolares basadas en estructuras 3D.
INFORMACIÓN ADICIONAL
Las pilas de combustible jugarán un importante papel en el sector energético mundial a medio y largo plazo. Sus altos rendimientos de conversión, bajas emisiones de contaminantes, y alta densidad de potencia las presentan como una atractiva opción alternativa a los sistemas tradicionales de producción de energía eléctrica. El presente proyecto desarrollado por el grupo de trabajo de Termotecnia de AICIA pretende abrir un nuevo campo en la investigación de diseños optimizados de placas bipolares tipo PEM, de un enorme potencial ya que las estructuras tridimensionales en las que se basarían los nuevos diseños tienen la capacidad de distribuir de una forma más uniforme los reactantes en el área activa de la celda.
El proyecto ha tenido como propósito fundamental la generación de conocimiento científico y tecnológico de excelencia que permita abordar el reto de la sociedad andaluza de Energía segura, limpia, y eficiente, en concreto en placas bipolares de diseño novedoso en pilas de combustible tipo PEM, encuadradas como tecnología emergente en las áreas prioritarias de especialización establecidas en la Estrategia de Innovación de Andalucía 2020 (RIS3 Andalucía) y en el Plan Andaluz de Investigación, Desarrollo e Innovación (PAIDI 2020).
Objetivos principales
● Generar conocimiento y la capacidad para el desarrollo y fabricación de diseños novedosos tridimensionales de pilas de combustible tipo PEM.
● Introducir y acercar la novedosa tecnología de fabricación de prototipos mediante Selective Laser Melting (SLM) a la industria e investigación aeronáutica andaluza.
● Alcanzar dos prototipos con diseños que consigan al menos un incremento del 50% en la potencia generada con las mismas condiciones de operación que el caso base.
● Para ello, el equipo de investigación ha realizado en primer lugar una propuesta de diseños novedosos basados en estructuras tridimensionales, que ha evaluado mediante el modelado multifásico de los diseños mediante técnicas de Fluidodinámica Computacional (CFD). A partir de la comparativa de los resultados de las simulaciones con respecto a las prestaciones de placas bipolares convencionales (caso base) se ha realizado la selección de los diseños más prometedores, con el fin de fabricar los prototipos. Una vez fabricados estos prototipos seleccionados, se han evaluado experimentalmente en el banco de ensayos de pilas de combustible tipo PEM disponible en el laboratorio del equipo de investigación. A partir de los resultados obtenidos se ha seleccionado el diseño más prometedor, que ha sido optimizado mediante nuevas simulaciones CFD. Una vez obtenido el diseño final, se ha fabricado el prototipo definitivo y se han realizado nuevas evaluaciones y caracterizaciones experimentales. En la figura 1 se muestra un resumen de la metodología seguida en el proyecto.
