Prototipo de placa bipolar tipo PEM “espiral cuadrada” fabricada mediante técnicas avanzadas de Fabricación Aditiva por Selective Laser Melting (SLM). Alimentación interna de reactantes (izquierda). Prototipo inicial (centro). Prototipo optimizado incluyendo estructuras 3D (derecha).
INFORMACIÓN ADICIONAL
A medio y largo plazo, las pilas de combustible desempeñarán un papel significativo en el panorama energético global. Gracias a su eficiencia en la conversión de energía, reducidas emisiones de contaminantes y gran densidad de potencia, se presentan como una alternativa atractiva a los métodos convencionales de generación de electricidad. En este sentido, el grupo de Termotecnia ha llevado a cabo un proyecto innovador en el que se han explorado nuevas posibilidades en la investigación de placas bipolares tipo PEM optimizadas. Estos diseños, basados en estructuras tridimensionales, y cuyos prototipos se han desarrollado mediante fabricación tradicional y también mediante técnicas avanzadas de Fabricación Aditiva por Selective Laser Melting (SLM), tienen un alto potencial, ya que permiten una distribución más uniforme de los reactantes en el área activa de la celda y por lo tanto mejores perspectivas en cuanto a las prestaciones energéticas del dispositivo.
El proyecto ha tenido como propósito generar conocimiento y la capacidad de desarrollo y fabricación de nuevos diseños de placas bipolares.
Objetivos adicionales
● 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 25% en la potencia generada con las mismas condiciones de operación que el caso base.
● Alcanzar un prototipo final 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 lograr los objetivos, el equipo de investigación ha seguido un enfoque sistemático. En primer lugar, se propusieron una serie de diseños innovadores basados en estructuras tridimensionales, los cuales fueron evaluados utilizando técnicas de Fluidodinámica Computacional (CFD). Al comparar los resultados de las simulaciones, se seleccionaron los diseños más prometedores para fabricar prototipos, que fueron sometidos a evaluaciones experimentales en el banco de ensayos de pilas de combustible tipo PEM disponible en el laboratorio del equipo de investigación. Los resultados obtenidos permitieron seleccionar el diseño más prometedor, el cual fue optimizado y sometido a nuevas evaluaciones y caracterizaciones experimentales. Los prototipos inicial y optimizado de placa bipolar tipo PEM “espiral cuadrada” fabricada mediante técnicas avanzadas de Fabricación Aditiva por Selective Laser Melting (SLM) se muestra en la figura 1.
