Modelamiento y simulación de la hidrodinámica de micro canales en placas bipolares para PEMFC (2012)
Resumen: Las celdas de combustible representan una excelente alternativa energética gracias a sus características, como son su poca contaminación ambiental, mayor eficiencia, menor tamaño que algunas máquinas térmicas y su configuración modular, de forma que se puede obtener la potencia necesaria para la aplicación que vayamos a usar. Las placas bipolares son dispositivos que permiten unir celdas individuales para obtener mayores potencias. Este estudio se centró en el efecto del diseño de una placa bipolar sobre el desempeño global de la celda de combustible. Para ello fue necesario comprender el comportamiento hidrodinámico de las mismas y su relación con cada uno de los componentes de la celda para poder relacionar las pérdidas asociadas a cada proceso. Para el diseño de placas bipolares se obtuvo un modelo en tres dimensiones que se simuló a través de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD por sus siglas en inglés). Se estudiaron diferentes configuraciones de campos de flujo en serpentín e interdigitados con el propósito de mejorar el desempeño de una celda de combustible de etanol directo (DE-PEMFC por sus siglas en inglés). Los resultados experimentales presentados fueron obtenidos con celdas de combustible de hidrógeno por simplificación de la cinética electroquímica. Los resultados obtenidos muestran que a pesar de que la zona de activación no es tan precisa, los resultados obtenidos simulan bien el comportamiento de los datos experimentales. Los campos de flujo en serpentín muestran una mejora significativa al incrementar la profundidad de los canales de flujo en la placa bipolar. Los campos de flujo interdigitados muestra mejor desempeño al incrementar el ancho de los colectores. Los campos de flujo interdigitados presentan mejor desempeño que los de serpentín