Исследование нового биоинженерного протонообменного мембранного топливного элемента.

Команда с факультета энергетики Севильского университета разработала экспериментальное исследование, направленное на разработку топливного элемента PEM, вдохновленного биологией. Модель, которую они получили, достигла максимальной мощности, которая на 6% выше, чем конструкция, которую они взяли за эталон.

Протонообменные мембранные топливные элементы (PEMFC) — это электрохимические устройства, которые непосредственно преобразуют химическую энергию топлива, такого как водород, в электричество, с высокой эффективностью и создают только воду в качестве побочного продукта. Геометрия каналов в биполярной пластине, по которым распределяются реагенты, оказывает значительное влияние на производительность топливного элемента.

Конструкции биполярных пластин, основанные на вдохновленных природой структурах, таких как листья, легкие или губки, до сих пор успешно исследовались, но еще не достигли своего полного потенциала.

С целью исследования новых конструкций с улучшенной производительностью в этой работе представлен экспериментальный анализ новой биоинспирированной конструкции каналов PEMFC. Исходя из анализа вычислительной гидродинамики (CFD) потока различных исходных биомиметических конструкций, был выбран, изготовлен и экспериментально протестирован тот, который показал наилучшие характеристики с точки зрения распределения реагентов, который включает вставки из пористого материала в центральной области пластины вместо каналов.

Результаты новой биомиметической конструкции были проанализированы и сравнены с моделью параллельного змеевика, которая была взята в качестве эталона, что указывает на то, что предлагаемая новая конструкция особенно подходит для улучшения управления водой топливных элементов в условиях высокой влажности. реагентов, обеспечивая до 6,0% более высокую пиковую мощность по сравнению с эталонной конструкцией.

Исследование было опубликовано в журнале Energy. https://techxplore.com/news/