Pilas de combustible de hidrógeno de larga duración Una nueva tecnología permite diagnosticar fallos en las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (proton exchange membrane fuel cells, PEMFC) a fin de ampliar su vida útil. Es posible recuperar la degradación a largo plazo de las PEMFC con el procedimiento adecuado. Transporte y movilidad © science photo, Shutterstock El proyecto SAPPHIRE (System automation of PEMFCs with prognostics and health management for improved reliability and economy), financiado con fondos de la UE, se lanzó para abordar la esperanza de vida relativamente corta de las PEMFC. Es posible prolongar la vida útil de diversas maneras, una de ellas es mediante los pronósticos y la gestión de la salud. Los investigadores examinaron modelos existentes de pilas PEMFC empleados para evaluar el estado de salud o incluso controlar el funcionamiento. El modelo que mejor se ajustó a las necesidades de pronóstico y gestión de la salud fue una combinación de modelo estático y dinámico. Se probó este enfoque híbrido para calcular la tendencia global en la evolución de la tensión a lo largo del tiempo y predecir la vida útil restante. Los socios del proyecto también desarrollaron diversos controladores para contrarrestar con eficiencia factores comunes que provocan la degradación, tales como el envenenamiento, el secado y el agotamiento del combustible. Generalmente, el envenenamiento por monóxido de carbono (CO) se compensa con el aire de purga, que a menudo se ajusta a valores elevados para adaptarse al peor nivel de envenenamiento previsto. Un tercer socio implantó una rutina de realimentación que aprovechaba la dinámica asimétrica del envenenamiento y disminuía el aire de purga en un orden de magnitud, a la vez que lograba que no hubiese CO en la pila. Un descubrimiento inesperado del proyecto se debió a una configuración incorrecta del equipo de pruebas a largo plazo, esto es, los sistemas que se estaban sometiendo a pruebas se reiniciaron a menudo a lo largo de varios miles de horas y el procedimiento de reinicio mejoró progresivamente su eficiencia. El consorcio se dio cuenta de la importancia de este hallazgo y verificó el fenómeno en experimentos adicionales, confirmando que era posible recuperar la mayor parte de la degradación a largo plazo. Este efecto ya se había observado con anterioridad, pero se pensaba que era tan solo temporal y aún no se había demostrado que duraba miles de horas. SAPPHIRE generó dos solicitudes de patente, una para el sistema del controlador y otra para el sistema de pronóstico basado en datos. Aunque están centradas en la generación actual de PEMFC, las mismas técnicas de diagnóstico y pronóstico se podrán aplicar a la próxima generación de pilas de combustible. Al garantizar una durabilidad suficiente para las aplicaciones de transporte y estacionarias, el trabajo de SAPPHIRE promete acelerar la comercialización de las tecnologías de las pilas de combustible y fomentar la independencia energética de Europa. Palabras clave Hidrógeno, pilas de combustible, PEMFC, SAPPHIRE, automatización del sistema
