[pt] Uma célula PEM (membrana de troca de prótons) de 5 kW com
reformador
foi instalada na PUC-Rio tendo como objetivo a
determinação experimental de
seu desempenho e de seu potencial de cogeração para
aumentar o uso da energia
química do combustível. A unidade utiliza um processador
de combustível para
converter energia do gás natural em um reformado rico em
hidrogênio. A célula é
totalmente instrumentada fornecendo dados para o cálculo
da eficiência global do
sistema (eficiência total), eficiência do reformador,
eficiência da pilha, eficiência
de conversão (DC/AC) e o potencial de cogeração. Este
estudo detalha as
equações teóricas necessárias para calcular os parâmetros,
os conceitos
termodinâmicos e eletroquímicos, e experimentalmente, os
balanços de massa e
energia, comparando os resultados. Foram obtidos dados no
regime permanente
resultando em eficiências do reformador, da pilha, de
conversão e global, junto
com os desvios padrões calculados. Também foi comprovado
que a energia
perdida no reformador e na pilha é praticamente a mesma.
Foi mostrado que as
degradações de desempenho do reformador e da pilha reduzem
a vida útil da
célula do conjunto, que também tem uma eficiência abaixo
do que foi indicado
pelo fabricante. O potencial de aproveitamento da energia
química do combustível
foi estimado através do cálculo do calor rejeitado pela
pilha e através do calor
rejeitado pelo reformador dando um valor de 71,3 %. / [en] A 5 kW proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) with a
reformer
has been installed and tested at the Pontifical Catholic
University of Rio de
Janeiro (PUC-Rio), Brazil, aiming the experimental
determination of its
performance and co-generation potential to increase the
fuel chemical energy
usage. The unit uses a fuel processor to convert energy
from natural gas into
hydrogen rich reformate. The fuel cell is totally
instrumented, supplying data for
calculating the overall system efficiency (total
efficiency), reformer efficiency,
stack efficiency, conversion efficiency (DC/AC), and co-
generation potential, at
previously set up output powers of 2,5 kW. This study
details the equations
required for calculating the parameters, both
theoretically, from thermodynamics
and electrochemics points of view, and experimentally,
from mass and energy
balances, comparing the results. Steady state data were
taken, resulting in
reformer, stack, conversion and total average
efficiencies, together with the
calculated standard deviation. It was also found that the
energy loss in the
reformer and in the stack are approximately the same. It
was also showed that the
reformer and stack degradation reduce the system life,
which also has an
efficiency lower what is stated by the manufacturer. The
fuel chemical energy
usage potential was estimated by calculating the heat
rejected by the stack and the
heat rejected in the reformer, giving a value of 71,3%.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:9928 |
| Date | 16 May 2007 |
| Creators | ALESSANDRO LAMA |
| Contributors | ALCIR DE FARO ORLANDO, ALCIR DE FARO ORLANDO, CARLOS EDUARDO REUTHER DE SIQUEIRA, CARLOS EDUARDO REUTHER DE SIQUEIRA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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