Descripción y modelado de una pila tipo PEM

Abstract

La transición energética global hacia la descarbonización pasa por la electrificación y el uso de combustibles de hidrógeno. Una buena manera de aprovechar el potencial del hidrógeno como vector energético son las pilas de combustible tipo PEM debido a su eficiencia y versatilidad. Para conocer y optimizar el funcionamiento de las pilas de combustible, unas herramientas de gran utilidad son los modelos computacionales. En el presente trabajo se presenta un modelo unidimensional y estacionario de una PEMFC que es sensible a la variación de sus diferentes parámetros de diseño y condiciones de operación. Asimismo, se ha realizado también una pequeña descripción del funcionamiento y fenomenología de las pilas PEM, con el objetivo de servir de introducción teórica para su modelado.

Global energy transition towards zero-emission involves both electrification and use of hydrogen-based fuels. A good way to exploit hydrogen potential as an energy vector are PEM fuel cells due to their high efficiency and versatility. Computational models are a nice tool when it comes to increasing the understanding and development level of fuel cells. In this work we provide a one-dimensional, steady-state model that catches the effects on the performance when different design parameters and operating conditions are changed. Furthermore, a short overview of the performance and phenomenology inside a PEMFC is given in order to set the theoretical fundamentals for their modeling.