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

Las celdas de combustible PEM (Membrana de Intercambio de Protones) se destacan por su superior eficiencia en comparación con 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 85% cuando se utiliza el calor residual en sistemas de cogeneración. Ofrecen tiempos de recarga más rápidos y mayor densidad energética, lo que las hace adecuadas para aplicaciones que requieren rangos más largos y tiempos de recarga más cortos.*
• Motores de Combustión: Generalmente, estos solo alcanzan una eficiencia del 25-30% debido a la pérdida de calor, lo que los 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 se igualan con las celdas de combustible PEM en aproximadamente 50%. Las baterías sobresalen en conversión y almacenamiento de energía a pesar de los tiempos de recarga más lentos. Las celdas de combustible PEM brillan con una combinación de eficiencia, recarga rápida y densidad energética, lo que las hace excelentes para transporte y generación de energía donde la recarga rápida y el rango extendido 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 celda 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 Electrodos de Membrana (MEA): El núcleo donde ocurren las reacciones electroquímicas.
• Placas Bipolares: Distribuyen los gases sobre la MEA y recogen la corriente generada.
• Capas de Difusión de Gas (GDL): Aseguran la distribución uniforme de gas a la MEA.
• Sistemas de Refrigeración: 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 la operación.
• Suministro de Hidrógeno:
  Presión: Generalmente varía de 1.5 a 3 bar.
  Temperatura: Alrededor de 20-30°C.
  Pura: Las concentraciones a menudo requieren estar por encima del 99.99% para prevenir contaminación y asegurar una operación eficiente. *

Los avanzados sistemas de tuberías de polipropileno (PROGEF Standard y PROGEF Plus) de GF Piping Systems están meticulosamente diseñados 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 está avanzando 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 apoya esta infraestructura proporcionando componentes para tanques tipo IV, que están hechos de materiales compuestos con un revestimiento interno para garantizar propiedades de barrera de gas y soportar altas presiones. Nuestros productos garantizan un almacenamiento y transporte seguros y confiables de hidrógeno, facilitando la adopción más amplia de celdas de combustible PEM.

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

Los sistemas de monitoreo en celdas de combustible PEM requieren medidores de flujo, sensores de presión y sensores de temperatura precisos para asegurar un rendimiento y seguridad óptimos. 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 completa de sensores y equipos de monitoreo diseñados para mediciones precisas y confiables. Nuestras soluciones ayudan a mantener el funcionamiento adecuado de los sistemas de celdas de combustible PEM, mejorando la eficiencia, la seguridad y la 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 la selección de materiales hasta la entrega e instalación de componentes de alta calidad. Nuestra experiencia garantiza que sus sistemas de celdas de combustible PEM operen con un rendimiento y confiabilidad óptimos.