Optimización multiobjetivo de canales tipo pin en placas bipolares de celdas de combustible

Resumen

La geometría de los canales de flujo en las placas bipolares de celdas de combustible de membrana de electrolito polimérico ejerce una influencia decisiva sobre el rendimiento electroquímico, la eficiencia de transferencia de masa y agua generada. En este trabajo se realizó una optimización geométrica de canales tipo pin de una celda de combustible con un área activa pequeña para aplicaciones de baja demanda energética. Se utilizó el método estadístico de Taguchi, definiendo dos funciones objetivo: la minimización de la caída de presión y la homogeneización del campo de velocidades en el plano activo de la celda. Para ello se simuló la distribución del hidrogeno por la geometría de la pila, mediante simulaciones de dinámica de fluidos computacional en ANSYS FLUENT. Los resultados obtenidos permitieron identificar una configuración geométrica óptima con una altura del canal de 0,8 mm, lado del pin de 0,6 mm y espaciamiento entre pines de 2,5 mm, mostrando una caída de presión mínima y una distribución uniforme del flujo.