{"id":116608,"date":"2014-07-11T00:00:00","date_gmt":"2014-07-11T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/experimental-and-model-based-analysis-for-performance-and-durability-improvement-of-pem-fuel-cells\/"},"modified":"2014-07-11T00:00:00","modified_gmt":"2014-07-11T00:00:00","slug":"experimental-and-model-based-analysis-for-performance-and-durability-improvement-of-pem-fuel-cells","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/politecnica-de-catalunya\/experimental-and-model-based-analysis-for-performance-and-durability-improvement-of-pem-fuel-cells\/","title":{"rendered":"Experimental and model-based analysis for performance and durability improvement of pem fuel cells"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Stephan Strahl <\/strong><\/h2>\n<p>La creciente demanda mundial de energ\u00eda, el crecimiento de las emisiones de di\u00f3xido de carbono y el agotamiento de las fuentes de combustible f\u00f3siles son algunos de los factores m\u00e1s importantes para el desarrollo de soluciones basadas en energies sostenibles. Las pilas de combustible de tipo proton exchange membrane (pem) han demostrado ser un candidato potencial para la conversi\u00f3n limpia de la energ\u00eda en una extensa gama de aplicaciones, desde los sistemas de transporte altamente din\u00e1micos hasta sistemas estacionarios. No obstante sus beneficios, tales como una alta eficiencia y un amplio rango de operaci\u00f3n, las pilas de combustible pem todav\u00eda deben cumplir o superar las ventajas tecnol\u00f3gicas de los sistemas de energ\u00eda convencionales, como son su durabilidad y coste, con el fin de ser verdaderamente competitivas. Por lo tanto, la investigaci\u00f3n actual se centra en la mejora de estos aspectos.  esta tesis doctoral combina estudios experimentales y estudios basados en modelos f\u00edsicos con el fin de mejorar el rendimiento y la durabilidad de las pilas de combustible pem que trabajan sin humidificaci\u00f3n externa, tal y como exigen recientes programas de investigaci\u00f3n apoyados por los gobiernos. La mejora del rendimiento y de la durabilidad se puede obtener por control apropiado del sistema. El factor clave para el desarrollo de estrategias de control exitosas es la gesti\u00f3n adecuada de la temperatura y del agua y sus interconexiones. Por lo tanto, este trabajo investiga los v\u00ednculos importantes entre el rendimiento, la eficiencia y la vida \u00fatil con respecto a la temperatura de la pila de combustible y su humidificaci\u00f3n.  la evaluaci\u00f3n experimental de los efectos relacionados con la temperatura y las purgas de hidr\u00f3geno muestra el gran potencial para mejorar el rendimiento del sistema pila mediante una gesti\u00f3n t\u00e9rmica adecuada. En esta tesis se emplean experimentos in-situ y ex-situ, tales como la espectroscop\u00eda electroqu\u00edmica de impedancia (eis), la voltametr\u00eda c\u00edclica (cv), la cromatograf\u00eda de gases (cg), la espectroscopia de fotoelectrones emitidos por rayos x (xps), la difracci\u00f3n de rayos x (xrd) y la microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido (sem) con el fin de explorar los efectos a corto plazo y a largo plazo de los modos de operaci\u00f3n sobre el rendimiento y la durabilidad de una pila pem.  para proporcionar una mejor comprensi\u00f3n de los fen\u00f3menos observados experimentalmente y sus diferentes din\u00e1micas para el correcto desarrollo de controladores eficientes, se derivan modelos matem\u00e1ticos din\u00e1micos. Los modelos permiten relacionar la estructura de los electrodos con el comportamiento transitorio del voltaje durante los cambios de temperatura y de humidificaci\u00f3n de la pila de combustible, incluyendo las din\u00e1micas importantes del cambio de fase y de adsorci\u00f3n y desorci\u00f3n del agua. El an\u00e1lisis basado en modelos validados experimentalmente proporciona recomendaciones de las condiciones de funcionamiento y de la estructura del catalizador, tales como la temperatura \u00f3ptima y la distribuci\u00f3n de tama\u00f1o de poros apropiada, con el fin de mejorar el rendimiento de la pila de combustible pem.  el car\u00e1cter modular y la adaptabilidad inherente de los modelos propuestos se demuestra con \u00e9xito en el estudio de transporte de agua en un stack de pilas de combustible pem de alta temperatura. Se muestra como el modelado matem\u00e1tico puede mejorar la interpretaci\u00f3n de los resultados experimentales y proporcionar informaci\u00f3n sobre las interacciones que experimentalmente no son observables. en conclusi\u00f3n, el trabajo de laboratorio y el basado en modelos que se presenta en esta tesis doctoral, incluyendo las herramientas experimentales y matem\u00e1ticas desarrolladas, contribuyen a la consecuci\u00f3n de los actuales objetivos internacionales de investigaci\u00f3n que deben permitir aportar mejoras en las soluciones basadas en energ\u00edas sostenibles.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Experimental and model-based analysis for performance and durability improvement of pem fuel cells<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Experimental and model-based analysis for performance and durability improvement of pem fuel cells <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Stephan Strahl <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de catalunya<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 07\/11\/2014<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Jordi Riera Colomer<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: frano Barbir <\/li>\n<li>cesare Pianese (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Stephan Strahl La creciente demanda mundial de energ\u00eda, el crecimiento de las emisiones de di\u00f3xido de carbono [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center 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