Modelització i comparació de diferents tècniques d’identificació per a piles de combustible

Abstract

En aquest projecte s’hi estudien i comparen diversos mètodes emprats per a la identificació d’una pila de combustible amb membrana d’intercanvi de protons (PEMFC). Aquest estudi es du a terme a partir de dades reals, obtingudes en diversos assajos realitzats a una pila que en permeten una àmplia caracterització. Les piles de combustible són una tecnologia en constant evolució que en l’última dècada han començat a investigar-se àmpliament . Amb les grans qüestions energètiques que han pres gran força en aquest tombant de segle, les piles de combustible i les seves aplicacions en el món del transport són quelcom a tenir molt en compte en els pròxims anys. La modelització de les PEMFC centre l’interès de molts grups de recerca. Aquesta és una de les línies del Grup de Piles de Combustible de l’Institut de Robòtica Industrial i Informàtica Industrials (IRII), on s’ha realitzat aquest projecte. El projecte tracta bàsicament models experimentals, però també es pretén trobar una explicació física dels resultats obtinguts de l’estudi de la pila. Les dades que s’analitzen s’han obtingut mitjançant dos tipus d’assajos: l’espectroscòpia d’impedància i la interrupció de corrent. Amb el primer es treballa amb la resposta freqüencial de la pila, mentre que amb el segon es té informació en el domini temporal. Aquestes dades s’estudien de tres formes. En primer lloc es tracten amb el software especial per a sistemes electroquímics anomenat Z-View. Amb aquest programa es proposen impedàncies equivalents que s’ajustin a les dades experimentals. Analitzant els paràmetres d’aquests circuits en diferents punts de treball de la pila es vol estudiar l’efecte dels canvis de la pressió i de la temperatura. L’altre mètode emprat per a la identificació del sistema, que treballa també amb les dades de les espectroscòpies, es basa en la utilització de l’eina Ninteger per al programa Matlab. Aquesta eina permet ajustar funcions de transferència amb exponents fraccionaris, adequats per a descriure processos no lineals. En tercer lloc, les dades de les interrupcions de corrent també s’estudien amb el Matlab, mirant d’ajustar-hi un model lineal proposat que reflecteixi els fenòmens més importants que influeixen en el comportament d’una pila de combustible. Per a cada mètode s’avalua la seva adequació i els tres mètodes també es comparen entre ells.