Sistema de Celda de Combustible de Membrana de Intercambio de Protones (PEM)

Las celdas de combustible PEM (Membrana de Intercambio de Protones) se destacan por su eficiencia superior en comparación con los motores de combustión tradicionales y algunas tecnologías de baterías. Aquí hay una comparación rápida: 

• Celdas de Combustible PEM: Estas logran eficiencias del 40-60%, que pueden elevarse a aproximadamente el 85% cuando se utiliza el calor residual en sistemas de cogeneración. Ofrecen tiempos de reabastecimiento más rápidos y mayor densidad energética, lo que las hace adecuadas para aplicaciones que requieren mayores distancias y tiempos de reabastecimiento más cortos.*
• Motores de Combustión: En general, estos solo alcanzan una eficiencia del 25-30% debido a la pérdida de calor, lo que les hace menos eficientes y más contaminantes.*
• Baterías: Las variantes de iones de litio muestran hasta un 90% de eficiencia, mientras que los tipos de plomo-ácido igualan a las celdas de combustible PEM en aproximadamente un 50%. Las baterías sobresalen en conversión y almacenamiento de energía a pesar de los tiempos de recarga más lentos. Las celdas de combustible PEM destacan con una combinación de eficiencia, recarga rápida y densidad energética, haciéndolas excelentes para el transporte y la generación de energía donde el reabastecimiento rápido y la extensión del rango son esenciales.*

GF Piping Systems mejora la eficiencia y confiabilidad de las celdas de combustible PEM con sus avanzados sistemas de tuberías de polipropileno. 

*Departamento de ENERGÍA de EE.UU: Hoja informativa sobre tecnologías de celdas de combustible (energy.gov) Oficina de Tecnologías de Hidrógeno y Celdas de Combustible | Departamento de Energía.

Un sistema de celdas de combustible PEM (Membrana de Intercambio de Protones) consta de varios componentes críticos que trabajan juntos para convertir hidrógeno y oxígeno en electricidad. Los componentes clave incluyen:

• Conjunto de Electrodo de Membrana (MEA): El núcleo donde ocurren las reacciones electroquímicas.
• Placas Bipolares: Distribuyen gases sobre el MEA y recogen la corriente generada.
• Capas de Difusión de Gas (GDL): Aseguran una distribución uniforme del gas al MEA.
• Sistemas de Enfriamiento: Gestionan el calor para mantener un rendimiento óptimo.

Suministro de Medios 

• Suministro de Oxígeno: Generalmente, del aire.
  Condiciones: Suministrado a presión y temperatura ambiente.
  Concentración: Aproximadamente 21% en el aire, suficiente para operar.
• Suministro de Hidrógeno:
  Presión: Normalmente varía de 1.5 a 3 bar.
  Temperatura: Alrededor de 20-30°C.
  Pureza: Las concentraciones a menudo deben estar por encima del 99.99% para evitar la contaminación y asegurar un funcionamiento eficiente. *

Los avanzados sistemas de tuberías de polipropileno de GF Piping Systems (PROGEF Standard y PROGEF Plus) están diseñados meticulosamente para cumplir con estos requisitos estrictos, asegurando la entrega segura y eficiente de hidrógeno y oxígeno. 

* Mo, S., Du, L., Huang, Z. et al. Avances recientes en celdas de combustible PEM: desde materiales clave hasta el conjunto de electrodos de membrana. Electrochem. Energy Rev. 6, 28 (2023).doi.org/10.1007/s41918-023-00190-w.

La comercialización de las celdas de combustible PEM avanza de manera constante, con aplicaciones en transporte, generación de energía estacionaria y energía portátil. El hidrógeno se suministra comúnmente en cilindros de alta presión, típicamente a 350 a 700 bar. GF Piping Systems respalda esta infraestructura proporcionando componentes para tanques de tipo IV, que están fabricados con materiales compuestos con un revestimiento interno para asegurar propiedades de barrera de gas y resistir altas presiones. Nuestros productos aseguran un almacenamiento y transporte seguros y fiables de hidrógeno, facilitando la adopción más amplia de las celdas de combustible PEM.

Consulte nuestra oferta de componentes de revestimiento interno para recipientes tipo IV hechos de grades de PA o PE en nuestra página de uso del hidrógeno.

Los sistemas de monitoreo en las celdas de combustible PEM requieren medidores de flujo, sensores de presión y sensores de temperatura precisos para garantizar un rendimiento óptimo y seguridad. Estos instrumentos monitorean el suministro de hidrógeno, oxígeno y refrigerante, asegurando que se entreguen a las tasas de flujo, presiones y temperaturas correctas. Ofrecemos una gama integral de sensores y equipos de monitoreo diseñados para mediciones precisas y fiables. Nuestras soluciones ayudan a mantener el correcto funcionamiento de los sistemas de celdas de combustible PEM, mejorando la eficiencia, seguridad y longevidad.

Para más información, acceda a nuestro portafolio de productos de medición y control:

• Medidores de flujo
• Sensores de temperatura
• Sensores de presión
  
• Sensores de Conductividad
• Sistemas de Transmisores y Controladores 

Estamos dedicados a apoyar la economía del hidrógeno con soluciones especializadas, desde la planificación inicial y selección de materiales hasta la entrega e instalación de componentes de alta calidad. Nuestra experiencia asegura que sus sistemas de celdas de combustible PEM funcionen a rendimiento y confiabilidad máximos.