Herramienta de diagnóstico integrada para pilas de combustible
El rendimiento global de un sistema de membrana de intercambio de protones (PEM) a lo largo de su vida útil tiene un gran impacto sobre el coste total del sistema de pilas de combustible. Limitar o prevenir la degradación y los fallos que provocan grandes daños mediante herramientas de diagnóstico que pueden estar integradas para diagnosticar los fallos de los sistemas es crucial para la comercialización de los sistemas de pilas de combustible PEMFC. El proyecto financiado con fondos de la UE D-CODE (DC/DC converter-based diagnostics for PEM systems) desarrolló un procedimiento innovador de diagnóstico para detectar fallos en las pilas de combustible y facilitar el análisis de nivel de degradación de las pilas. El proyecto sacó una técnica prometedora, la espectroscropía de impedancia electroquímica (EIS), del laboratorio y la lanzó al mundo real. La EIS es una forma de caracterizar la dinámica de un proceso electroquímico. Los investigadores integraron el software y el hardware de EIS en pilas de combustible PEMFC tanto de alta como de baja temperatura. En comparación con las técnicas convencionales, el espectro de impedancia ofrece mucha información con tan solo una medición. Se consideraron dos aplicaciones estacionarias, la generación eléctrica complementaria y la producción combinada de calor y electricidad. Gracias tanto a un nuevo equipo convertidor de CC/CC como a los algoritmos de diagnóstico, es posible detectar muchos fallos y averías potenciales en línea, mientras el sistema está en funcionamiento. Estos fallos pueden estar relacionados con los procesos electroquímicos, con fallos de componentes (soplante, electrónica de potencia y actuadores) o con parámetros externos (control incorrecto y carga crítica). Cuando se apaga el sistema de la pila de combustible, un dispositivo adicional que integra una función de diagnóstico específica supervisa el estado de la pila. El concepto de D-CODE se puede aplicar con facilidad a otras tecnologías de pila de combustible, tales como las pilas de combustible de óxido sólido, gracias al hardware y a las metodologías teóricas y experimentales genéricas empleadas. Además de mejorar la detección de fallos y averías en pilas de combustible PEMFC, el sistema de diagnóstico integrado basado en EIS debería proporcionar una mejora del mantenimiento, una reducción de los costes y un aumento del tiempo de funcionamiento y de la fiabilidad. La mejora competitiva de estas tecnologías debería facilitar su comercialización, lo que a su vez beneficiará a los sectores vinculados, así como a los consumidores y al medio ambiente.
Palabras clave
Pilas de combustible, diagnóstico en línea, membrana de intercambio de protones, degradación de la pila, espectroscopía de impedancia electroquímica
