Desenvolvimento de um modelo numérico computacional aplicado a uma célula combustível unitária de 144 CM2 tipo PEM / DEVELOPMENT OF A COMPUTATIONAL MODEL APPLIED TO A UNITARY 144 CM2 PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CEL

AUTOR(ES)

Eric Robalinho

DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo numérico computacional e respectiva metodologia para estudo e projeto de células a combustível a membrana polimérica trocadora de prótons PEM. Para a validação dos resultados experimentais, descreveu-se uma seqüência de rotinas de programação, adequadas ao ajuste dos dados obtidos em laboratório. Com relação à implementação computacional criou-se uma estratégia inovadora de acoplamento com dois modelos tridimensionais, de forma a satisfazer as exigências do modelo completo de célula a combustível, comportando suas diversas geometrias e materiais, assim como os diversos processos físicoquímicos simulados. Com a finalidade de avaliação eficaz da analogia da célula real com o modelo numérico, foram realizados estudos numéricos, comparações com valores obtidos na literatura, caracterização de variáveis por meio de experimentos laboratoriais e estimativas com base em modelos já estudados na literatura. Para a parte experimental, um protótipo de célula a combustível unitária de 144 cm2 de área geométrica foi projetado, produzido e operado em bancada com a finalidade de validação do modelo numérico computacional proposto, apresentando resultados positivos. Os resultados das simulações para as geometrias 2D e 3D propostas são apresentados em forma de curvas de polarização, destacando o modelo de camada catalítica baseado na geometria de aglomerados. Estudos paramétricos e de sensibilidade são apresentados como ilustração da variação do desempenho da célula a combustível estudada. O modelo final é robusto e útil como ferramenta de projeto e otimização de células tipo PEM em uma ampla faixa de condições de operação.

ASSUNTO(S)

célula a combustível modelagem modelagem pemfc pemfc célula a combustível

Documentos Relacionados

• INSTRUMENTAÇÃO PARA PILHAS DE CÉLULAS A COMBUSTÍVEL DO TIPO PEM VISANDO A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
• Obtenção de polieletrólitos a partir de copolímero estireno-indeno para aplicação em célula a combustível tipo PEM
• Desenvolvimento de membranas mistas a base de poli(indeno) sulfonado e PVA reticulado com objetivo de aplicação em célula a combustível tipo PEM
• Desenvolvimento de conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo para células a combustível a membrana trocadora de prótons (PEMFC) por impressão à tela
• Preparação e avaliação de célula a combustível do tipo PaCOS unitária com ânodo a base de níquel e cobalto