INVESTIGADORES
FRANCESCONI Javier Andres
congresos y reuniones científicas
Título:
Modelado de Celda PEM Integrado a un Procesador de Bioetanol
Autor/es:
JAVIER A. FRANCESCONI; ROBERTO O. MATO; PIO A. AGUIRRE
Lugar:
CAC-CNEA Buenos Aires
Reunión:
Jornada; II Jornadas Iberoamericanas de Pilas de Combustible e Hidrógeno; 2006
Resumen:
El proceso de generación de hidrógeno a partir del reformado de hidrocarburos
acoplado a una celda de combustible es un sistema altamente integrado
energéticamente. El uso de simuladores de procesos es una parte esencial para
le evaluación de la performance de dichos sistemas. Para un adecuado análisis de
la integración energética del sistema procesador-celda es necesario incorporar
un modelo de la celda que permita evaluar la influencia de las variables
operativas o de diseño sobre el sistema integrado. El presente trabajo presenta
una revisión de los modelos de celda PEM citados en la literatura con el objeto
de introducir un modelo de celda de combustible dentro de la herramienta de
simulación de procesos HYSYS. Existen numerosos trabajos relativos al modelado
de celdas de tipo de membrana de intercambio protónico (PEM). Dos tipos de
modelados han sido abordados en la literatura, modelos teóricos o mecanísticos y
modelos basados en un análisis empírico. Los primero generalmente requieren del
conocimiento de parámetros que no son fácilmente obtenibles, tales como,
coeficientes de transferencia, niveles de humedad, membrana, electrodo y
espesor de la capa activa del catalizador. Los modelos empíricos, por otro
lado, son generalmente precisos sobre un pequeño rango de operación. En forma conjunta a la celda de combustible es necesario incorporar
elementos auxiliares como humidificadores, compresores, y condensadores así
como bombas y ventiladores pertenecientes al equipo de enfriamiento de la pila.
El modelo desarrollado permitió evaluar la influencia de variables operativas
de la celda sobre la eficiencia del sistema. El procesador bajo estudio consiste de un reformador de etanol como
fuente de hidrógeno, acompañado por el sistema de purificación conformado por
dos reactores water-gas-shift y un reactor de oxidación preferencial de
monóxido de carbono. Se analizó la influencia de la presión y temperatura de
celda, así también como la utilización de hidrógeno de la misma. Los resultados
muestran que la presión y utilización de hidrógeno afectan la eficiencia
energética del procesador. Sin embargo la temperatura no ejerce un efecto
importante en la eficiencia del proceso pero sí influye en el requerimiento de
agua fresca del mismo.