Las pilas (células o celdas) de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMs) son dispositivos electroquímicos que convierten directamente la energía química de combustibles como el hidrógeno en electricidad, con alta eficiencia y generando únicamente agua como subproducto.
La geometría de los canales de la placa bipolar por los que se distribuyen los reactantes tiene un impacto considerable en el rendimiento de la pila de combustible.
Los diseños de la placa bipolar basados en estructuras inspiradas en la naturaleza, como hojas, pulmones o esponjas, se han explorado hasta la fecha con éxito, pero aún no han alcanzado todo su potencial.
Con el objetivo de explorar nuevos diseños con prestaciones mejoradas, Christian Suárez, Alfredo Iranzo, Baltasar Toharias y Felipe Rosa, de la Universidad de Sevilla (US) en España, han desarrollado una investigación experimental enfocada al diseño de una pila de combustible PEM bioinspirada.
El modelo que estos científicos han obtenido ha conseguido alcanzar una potencia máxima de hasta un 6,0% superior al diseño que tomaron de referencia.
Partiendo de un análisis de fluidodinámica computacional del flujo de diferentes diseños biomiméticos iniciales, el equipo seleccionó, fabricó y ensayó experimentalmente el diseño que presentaba mejores prestaciones en cuanto a distribución de reactantes, que incluye inserciones de material poroso en la zona central de la placa, en lugar de canales.
Los resultados del nuevo diseño biomimético se analizaron y se compararon con un modelo de serpentín paralelo, que se tomó como referencia.
La conclusión es que el nuevo diseño propuesto resulta especialmente adecuado para mejorar la gestión del agua de la pila de combustible en condiciones de alta humedad de los reactantes, alcanzando una potencia máxima de hasta un 6,0 % superior en comparación con el diseño de referencia.
Fuente: Energy
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