Estudo da influência dos parâmetros operacionais de células a combustível do tipo PEM utilizando geometria dos canais de distribuição dos gases diferentes no eletrodo catódico

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Freire, Luciana de Souza
• Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/7795592626821515
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Amazonas; Instituto de Ciências Exatas; Brasil; UFAM; Programa de Pós-graduação em Química
• Palavras-chave em Português: Fonte energética; Combustíveis; Células a combustível; Eletrodos de Difusão de Gás - EDG; CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: QUÍMICA
• Link de acesso: http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/5013

A célula a combustível é um dispositivo eletroquímico que converte continuamente, e de forma direta, a energia química em energia elétrica e térmica. No sistema PEMFC, os reagentes são normalmente fornecidos umidificados, mas o excesso de água pode ser condensado e, consequentemente, diminuir o desempenho da célula, pois impede a difusão do gás. Este problema é mais crítico no cátodo, pois, além desta condensação, ocorre a formação de água como produto da reação eletroquímica. A água produzida deve ser removida a partir do cátodo, eliminando-a através da camada de difusão gasosa para os canais de fluxo e, em seguida, para fora da célula. Neste trabalho foi realizado o estudo comparativo entre diferentes campos de fluxo catódicos, utilizando placas de grafite para distribuição de gases modelos, interdigital e trapezoidal. Avaliouse o desempenho das placas na célula a combustível através da comparação com o modelo convencional de distribuição de gases, serpentina. Considerando que o encharcamento do eletrodo é um dos principais limitadores de corrente, foi realizada também a comparação do desempenho destas placas para diferentes composições da camada difusora catódica, modificando a quantidade de PTFE incorporado, além das condições de temperatura e pressão dos gases reagentes. Observou-se que a temperatura dos umidificadores diferente da célula proporciona um aumento na eficiência devido o aumento de água presente no sistema. Os modelos estudados apresentaram semelhança na temperatura ótima de funcionamento, o modelo trapezoidal sobressai em correntes médias devido a melhor eficiência na retirada de água presente no cátodo. O aumento da pressão favoreceu toda a curva de polarização, porém efeitos combinados entre temperatura x pressão é mais pronunciado no modelo trapezoidal. Teor de 30% de politetrafluoretileno presente na camada difusora de gás apresentaram melhor resultados na maioria das temperaturas analisadas