Diseño de plataforma de testeo para celdas de combustibles de óxido sólido
Las particularidades de las distintas áreas de investigación hace que muchas veces los investigadores deban desarrollar sus propios equipos de medición y testeo. Una de las opciones más elegidas por los investigadores para implementar dichos equipos es el uso de sistemas de adquisición de datos (DAQ...
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| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2022
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1169/1/1Rinaldi.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | Las particularidades de las distintas áreas de investigación hace que muchas veces los investigadores deban desarrollar sus propios equipos de medición y testeo. Una de las opciones más elegidas por los investigadores para implementar dichos equipos es el uso de sistemas de adquisición de datos (DAQ) comerciales, como los ofrecidos por la empresa National Instruments (NI). Si bien estos sistemas son relativamente fáciles de programar y de implementar, requieren el uso de software propietario y su costo es muy elevado lo que limita su accesibilidad. Por lo tanto, la búsqueda de alternativas que puedan ofrecer prestaciones similares a bajo costo es muy necesaria sobre todo en el contexto económico en el cual se desarrollan generalmente nuestros proyectos de investigación.
Actualmente, el Dpto. de Caracterización de Materiales de la CNEA, en el cuál se desarrollo esta tesis, está desarrollando un proyecto que tiene como objetivo la construcción de una plataforma de testeo para caracterizar stacks de pilas de combustible de oxido sólido (SOFC). Las pilas SOFC son dispositivos capaces de generar corriente eléctrica a partir de una reacción electroquímica. La temperatura de operación típica de las SOFC varía entre 700°C y 1000°C y los gases con los que pueden funcionar son: hidrógeno, metano, gas natural, biogás y gases reformados como combustibles y oxígeno o aire como comburente. La plataforma cuenta con un horno capaz de alcanzar el rango de temperatura de operación de las pilas, un sistema de tuberías de acero inoxidable para el transporte de los gases y un sistema que permita controlar y medir los flujos de los diferentes gases, la humedad relativa de los mismos, la temperatura a la que ingresan a la pila y las presiones a la salida. Además, cuenta con una carga electrónica para realizar la caracterización del rendimiento y eficiencia eléctrica.
En esta tesis se desarrollo un sistema para la supervisión, control y adquisición de datos para una plataforma de testeo de celdas de oxido sólido. Se seleccionó el hardware para control y adquisición de señales y se desarrolló el software para el control del hardware y para la adquisición, tratamiento y visualización de datos cumpliendo con los requerimientos técnicos y funcionales de la plataforma de testeo.
Por ultimo, se diseñó y fabricó un stack monocelda para celdas cuadradas de 5 cm x 5 cm de los materiales más comúnmente usados en la fabricación de SOFC. Según nuestro conocimiento, esta es la primera vez que se intenta fabricar celdas de combustible y un stack monocelda de este tamaño en nuestro país. |
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