Analisi sperimentale e modellistica delle prestazioni e del trasporto di massa in una cella a combustibile polimerica ad alta temperatura

To date, high temperature polymer electrolyte fuel cells (HT-PEMFCs) are widely investigated for their peculiarities, such as high power density, low environmental impact and high tolerance to fuel impurities (CO, H2S). In the literature, many numerical models are developed, and they show that one of the the main issues is the modeling of the mass transport phenomena. During this work this aspect will be studied in both modellistic and experimental way, and thanks to these studies a new model reproducing the HT-PEMFC operation is produced. It will be also carried out a long term test on a HT-PEMFC in order characterize its degradation. Using the model it is shown that is possible to obtain information about HT-PEMFC degradation.

Le celle a combustibile polimeriche ad alta temperatura (HT-PEMFC) negli ultimi anni hanno raccolto un discreto interesse perché presentano vantaggi quali alta densità di potenza, basso impatto ambientale e alta tolleranza ad impurità del combustibile. In letteratura diversi modelli sono stati sviluppati, e da essi si evince che uno dei maggiori problemi nella modellizzazione è la rappresentazione del trasporto di materia. Nel presente lavoro si studierà questo aspetto dal punto di vista sperimentale e modellistico con metodologie innovative, e grazie a questi studi è stato possibile produrre un modello che riproduce il funzionamento di una HT-PEMFC. È stato inoltre condotto un test di lunga durata su una HT-PEMFC al fine di caratterizzarne il degrado. Attraverso il modello si è dimostrato che è possibile ottenere maggiori informazioni sul degrado.