Soluciones de filtración de energía alternativa

El combustible de hidrógeno puede contaminarse con aceite, agua, gases y compuestos de azufre. Para garantizar la protección de la pila de combustible, es fundamental instalar un filtro en el vehículo.

Para solucionarlo, Donaldson puede suministrar un filtro de combustible de alta presión (hasta 420 bares) y un filtro de baja presión (por debajo de 25 bares).

Una pila de combustible necesita aire para funcionar, y la pureza de este aire puede afectar en gran medida el rendimiento y la vida útil de la pila. Los medios filtrantes típicos para el aire catódico de la pila de combustible constan de varias capas, incluido el carbón activado, una capa de ácido y base, y una capa de filtro de polvo.

Donaldson cuenta con más de un siglo de experiencia en el suministro de soluciones innovadoras para entornos polvorientos y ha aplicado esta experiencia a sus productos de filtrado catódico de pilas de combustible.

Podemos ofrecer:

• Elemento dedicado
• Totalmente personalizado
• Productos de catálogo 
• Sólo filtración química

El agua líquida puede suponer un reto para las pilas de combustible en varias áreas:

• El filtro de aire de admisión debe permanecer lo más seco posible, por lo que es necesario eliminar cualquier tipo de agua antes de que el aire alcance el filtro de aire de admisión.
  
  
• La pila de combustible puede potenciarse con un turbocompresor en aplicaciones de alto rendimiento. En este caso, hay una turbina de alta velocidad en el tubo de escape que debe protegerse de las gotas de líquido.
  
  
• Hay aplicaciones en las que es necesario controlar la descarga de agua líquida, fuera del tubo de escape.

Las pilas de combustible de membrana de intercambio protónico se basan en el ionómero de ácido perfluorosulfónico (PFSA), que se expande cuando se expone a una humedad elevada y se contrae cuando los niveles de humedad son bajos. Esta expansión y contracción puede provocar tensiones mecánicas y, en última instancia, la falla del ionómero, por lo que es necesario un refuerzo para obtener un sistema PEM de alto rendimiento.

El PTFE expandido es un material ideal para reforzar el ionómero debido a su fuerza mecánica, resistencia química y alta porosidad. El esqueleto de ePTFE desempeña un papel fundamental para garantizar la durabilidad mecánica a micro escala y es un componente esencial en el diseño de grupos de pilas de combustible.

El grupo de pilas de combustible está encerrado en una carcasa con protección contra la penetración, que debe sellarse para proteger la pila de combustible. Para conseguirlo, se utiliza una membrana de ventilación, que permite que la carcasa respire al tiempo que evita que la suciedad y la humedad ingresen en el entorno de la pila de combustible.

La membrana Tetratex® de Donaldson ofrece una solución duradera y transpirable para la carcasa de pilas de combustible. Puede integrarse directamente en la carcasa para crear conjuntos de ventilación que cumplan los requisitos específicos de la aplicación, proporcionando tanto protección y ventilación a los grupos de pilas de combustible.

La humedad de la membrana de la pila de combustible es un factor vital para mantener las condiciones óptimas de funcionamiento del ionómero en la pila de combustible. Las pilas de combustible requieren un nivel elevado y estable de humedad en el suministro de aire para funcionar en forma eficiente. 

El humidificador se encarga de transferir la humedad de los gases de escape a la corriente de aire de entrada antes de que ingrese en la pila de combustible, lo que garantiza que ésta tenga el nivel de humedad correcto para funcionar a pleno rendimiento.

El refrigerante utilizado en una pila de combustible de membrana de intercambio protónico (PEM) desempeña un papel fundamental en la regulación de la temperatura de la pila de combustible y la eliminación del calor residual. Para garantizar un rendimiento óptimo, es necesario que el refrigerante tenga una constante dieléctrica baja y no sea conductor.

Con el tiempo, los iones de los materiales utilizados en las placas bipolares, los radiadores y todos los componentes del circuito de refrigeración pueden migrar al refrigerante y aumentar la conductividad eléctrica.  Para contrarrestarlo, el refrigerante se hace pasar por una resina de intercambio iónico que captura dichos iones, garantizando así que el refrigerante siga siendo eléctricamente no conductor.
 
Además, para evitar que las partículas de gran tamaño obstruyan los canales de las placas bipolares, se ha integrado un filtro en la misma carcasa.