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Título
Modelado unidimensional y tridimensional para la predicción del comportamiento de una celda electrolítica tipo AEM
Director o Tutor
Año del Documento
2026
Titulación
Grado en Ingeniería Energética
Abstract
Se desarrollaron dos modelos num´ericos independientes para una monocelda de
electr´olisis con membrana de intercambio ani´onico (AEM): un modelo 1D, orienta
do a reproducir la respuesta electroqu´ımica global y ajustar par´ametros efectivos
no medibles directamente a partir de datos experimentales, y un modelo 3D CFD
con geometr´ıa realista. Tras una revisi´on bibliogr´afica se adopt´o como referencia
un estudio param´etrico (0–1 M KOH y 50–80 °C). El modelo 1D incorpora efectos
microestructurales de la capa catal´ıtica (TPB extendida y regi´on de penetraci´on
en la GDL) y permite transferir par´ametros equivalentes al 3D, incorporando
fen´omenos electroqu´ımicos que el modelo est´andar del software no contempla.
La validez se evalu´o mediante comparaci´on num´erica de curvas de polarizaci´on.
Adem´as se analiz´o el modelo 3D, mediante un estudio espacial de magnitudes
relevantes. El resultado es una herramienta 3D robusta para interpretar p´erdidas
y apoyar decisiones de dise˜no y operaci´on. Two independent numerical models were developed for an anion exchange mem
brane (AEM) water electrolyzer single cell: a 1D model aimed at reproducing the
overall electrochemical response and fitting effective parameters that cannot be
measured directly from experimental data, and a 3D CFD model with realistic
geometry. Following a literature review, a parametric study was adopted as the
reference case (0–1 M KOH and 50–80 °C). The 1D model incorporates micros
tructural effects of the catalyst layer (extended TPB and the penetration region
into the GDL) and enables the transfer of equivalent parameters to the 3D model,
thereby incorporating electrochemical phenomena not captured by the software’s
standard model. Validity was assessed through numerical comparison of polariza
tion curves. In addition, the 3D model was analyzed through a spatial study of
relevant variables. The outcome is a robust 3D tool to interpret losses and support
design and operating decisions
Materias Unesco
2205.04 Mecánica de Fluidos
Palabras Clave
Electrólisis AEM
Modelado unidimensional (1D)
Dinámica de fluidos computacional (CFD)
ANSYS Fluent
Microestructura de la capa catalítica
Departamento
Departamento de Ingeniería Energética y Fluidomecánica
Idioma
spa
Derechos
openAccess
Collections
- Trabajos Fin de Grado UVa [34266]
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