Команда факультета энергетики Севильского университета провела экспериментальное исследование, посвященное динамическому поведению протонообменной мембранной батареи топливных элементов (PEMFC) при различных конфигурациях ввода/вывода реагентов.

Их результаты, опубликованные в журнале Energy, показывают, что наиболее эффективная конфигурация позволяет получать на 10% больше энергии, чем другие варианты.

В настоящее время PEMFC коммерчески доступны не только для стационарного использования, но и для мобильных приложений в качестве альтернативы двигателям внутреннего сгорания, поскольку они основаны на экологически чистой технологии с нулевыми выбросами, имеют относительно простую конструкцию и более эффективны. Еще одним фактором в их пользу является то, что PEMFC имеют ряд преимуществ перед электрическими батареями — они меньше весят, имеют меньшие размеры, дешевле и требуют меньше времени на перезарядку.

Аккумуляторы PEMFC для транспортного сектора должны быть специально сконструированы и должны быть долговечны, а также стабильно работать при переменных циклических нагрузках. С этой целью были проведены экспериментальные испытания циклов динамической нагрузки (DLC) и отображения плотности тока (CDM) локальных токов и температур, подвергая топливный элемент циклам повторяющихся нагрузок для измерения эффекта влияния различных периодов ускорения, торможения и постоянной скорости на поля плотности тока и температуры внутри топливного элемента.

Результаты показали, что конфигурация с обратным потоком водорода имела самую низкую производительность, с максимальными различиями в энергопотреблении в течение цикла до 10% при сравнении наилучшей конфигурации (обратный поток водорода) с наихудшей. Отображение плотности тока показало перевернутую колоколообразную кривую распределения с более высокими значениями плотности тока во внешних областях биполярной пластины и более низкими значениями в центре, а также очень равномерное распределение температуры во всех конфигурациях.