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Previous issue date: 2013-08-02 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / 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 / 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
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:http://localhost:tede/5013 |
| Date | 02 August 2013 |
| Creators | Freire, Luciana de Souza |
| Contributors | Passos, Raimundo Ribeiro |
| Publisher | Universidade Federal do Amazonas, Programa de Pós-graduação em Química, UFAM, Brasil, Instituto de Ciências Exatas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM, instname:Universidade Federal do Amazonas, instacron:UFAM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 45413454253692039, 600, 600, -8156311678363143599 |
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