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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo da influência dos parâmetros operacionais de células a combustível do tipo PEM utilizando geometria dos canais de distribuição dos gases diferentes no eletrodo catódico
Autor: Freire, Luciana de Souza 
Primeiro orientador: Passos, Raimundo Ribeiro
Resumo: A célula a combustível é um dispositivo eletroquímico que converte continuamente, e de forma direta, a energia química em energia elétrica e térmica. No sistema PEMFC, os reagentes são normalmente fornecidos umidificados, mas o excesso de água pode ser condensado e, consequentemente, diminuir o desempenho da célula, pois impede a difusão do gás. Este problema é mais crítico no cátodo, pois, além desta condensação, ocorre a formação de água como produto da reação eletroquímica. A água produzida deve ser removida a partir do cátodo, eliminando-a através da camada de difusão gasosa para os canais de fluxo e, em seguida, para fora da célula. Neste trabalho foi realizado o estudo comparativo entre diferentes campos de fluxo catódicos, utilizando placas de grafite para distribuição de gases modelos, interdigital e trapezoidal. Avaliouse o desempenho das placas na célula a combustível através da comparação com o modelo convencional de distribuição de gases, serpentina. Considerando que o encharcamento do eletrodo é um dos principais limitadores de corrente, foi realizada também a comparação do desempenho destas placas para diferentes composições da camada difusora catódica, modificando a quantidade de PTFE incorporado, além das condições de temperatura e pressão dos gases reagentes. Observou-se que a temperatura dos umidificadores diferente da célula proporciona um aumento na eficiência devido o aumento de água presente no sistema. Os modelos estudados apresentaram semelhança na temperatura ótima de funcionamento, o modelo trapezoidal sobressai em correntes médias devido a melhor eficiência na retirada de água presente no cátodo. O aumento da pressão favoreceu toda a curva de polarização, porém efeitos combinados entre temperatura x pressão é mais pronunciado no modelo trapezoidal. Teor de 30% de politetrafluoretileno presente na camada difusora de gás apresentaram melhor resultados na maioria das temperaturas analisadas
Abstract: A fuel cell is a device that converts chemical energy into electrical energy continuously and directly . In the PEMFC system, reagents are typically provided humidified but the excess water can be condensed and thereby reduce the cell performance because it prevents diffusion of the gas. This problem is most critical at the cathode, because besides this condensation occurs the formation of water as a product of the electrochemical reaction. The produced water must be removed from the cathode by removing it through the gas diffusion layer to the flow fields and then out of the cell. In this work, a comparative study of different flow fields cathode using plates for gas distribution models, interdigital and trapezoidal. We evaluated the performance of the fuel cell plates by comparison with the conventional model of gas distribution, serpentine. Whereas the flooding of the electrode is one of the main limiting current was also carried out to compare the performance of these plates for different compositions of cathode diffusion layer, changing the amount of PTFE incorporated in addition to the temperature and pressure of the reactant gases. It was observed that the temperature of dampers different cell provides an increase in efficiency due to increase of water present in cell. The models had a similar optimum temperature of operation, the trapezoidal model excels at medium currents due to better efficiency in the removal of water present in the cathode. Increased pressure favors the entire polarization curve, however the combined effects of temperature x pressure is more pronounced in the model trapezoidal. Containing 30% polytetrafluoroethylene present in the gas diffusion layer showed better results in most of the analyzed temperatures
Palavras-chave: Fonte energética
Combustíveis
Células a combustível
Eletrodos de Difusão de Gás - EDG
Área(s) do CNPq: CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: QUÍMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Amazonas
Sigla da instituição: UFAM
Departamento: Instituto de Ciências Exatas
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Citação: FREIRE, Luciana de Souza. Estudo da influência dos parâmetros operacionais de células a combustível do tipo PEM utilizando geometria dos canais de distribuição dos gases diferentes no eletrodo catódico. 2013. 74 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2013.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/5013
Data de defesa: 2-Ago-2013
Aparece nas coleções:Mestrado em Química

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