Pile à combustible à membrane échangeuse de protons

Résumé

Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons, connues aussi sous le nom de piles à combustible à membrane électrolyte polymère (PEMFC, pour l'anglais en ou en) sont un type de piles à combustible développées pour des applications dans les transports aussi bien que pour des applications dans les portables. Leurs caractéristiques propres incluent un fonctionnement des gammes de basses pressions et températures et une membrane électrolyte polymère spécifique. Fonctionnement Réactions Pile à combustible Une PEMFC transforme l'énergie chimique libérée durant la réaction électrochimique du dihydrogène (H2) et du dioxygène () en énergie électrique, processus « opposé » à la réaction thermochimique de ces deux corps produisant de l'énergie thermique. Un jet d'hydrogène est dirigé vers le côté anode de l'assemblage de la membrane-électrode (connu sous le sigle anglais MEA). Il est à cet instant divisé catalytiquement en protons et électrons. Cette réaction d

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In the context of climate change mitigation, different alternatives to reduce the atmospheric CO2 emissions are; increasing the efficiency, switching to renewable resource and reduce emissions from fossil resources by CO2 capture and storage (CCS) . Hydrogen is considered as potential alternative to cover the energy needs by using it as a fuel in internal combustion engines or fuel cells, or as chemical source. In proton exchange membrane (PEM) fuel cells, also known as polymer exchange membrane fuel cells, pure hydrogen fuelis combined with the oxygen from the atmosphere to produce water, heat and electricity. Many research has been done in recent years on fuel cell systems leading to higher efficiencies. The performance is influenced by the membrane properties, the catalysts, the number of cells and the operating conditions. For studying the performance of fuel cell systems process modeling is a well-known approach. Here the evolution of fuel cell efficiency, especially of PEMFC is studied within the aim of updating previously developed PEMFC process models to integrate them with different hydrogen production processes using fossil and renewable resources in order to assess the competitiveness on the energy market.

2012

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Analysis of performance losses in polymer electrolyte fuel cells at high current densities by impedance spectroscopy

Bernhard Andreaus

2002

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The Application of Fuel-Cell and Battery Technologies in Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): A Dynamic Study

Claire Marie Isabelle Bernier, Hossein Pourrahmani, Jan Van Herle

The harmful impacts of fossil-fuel-based engines on the environment have resulted in the development of other alternatives for different types of vehicles. Currently, batteries and fuel cells are being used in the automotive industry, while promising progress in the maritime and aerospace sectors is foreseen. As a case study in the aerospace sector, an unmanned aerial vehicle (UAV) was considered. The goal and the novelty of this study are in its analysis of the possibility of providing 960 W of power for a UAV with a weight of 14 kg using a hybrid system of a lithium-ion (Li-ion) battery and proton-exchange membrane fuel cell (PEMFC). The dynamic performance of the system was analyzed considering three different load profiles over time in an optimized condition. PEMFC was the main supplier of power, while the battery intervened when the power load was high for the PEMFC and the system demanded an immediate response to the changes in power load. Additionally, the impacts of the operating temperature and the C-rate of the battery were characterized by the state of the charge of the battery to better indicate the overall performance of the system.

MDPI2022

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