Espectroscopia de Impedancia Electroquímica como herramienta de diagnóstico en el funcionamiento y caracterización de Pilas de Combustible de Membrana de Intercambio Protónico (PEMFC)

Abstract

Se ha realizado una revisión de modelos de PEMFC, desglosándolos en modelos de circuitos equivalentes dinámicos y modelos de circuitos equivalentes pasivos. Se ha implementado un nuevo modelo equivalente dinámico de PEMFC electrónico con amplificadores logarítmicos. Se han realizado ensayos experimentales de corrosión en condiciones exsitu, con ensayos potenciodinámicos y potenciostáticos. Se han caracterizado los cambios que ocasionan los procesos de corrosión superficial en la morfología de PBs de AA7075-T6 recubiertas de Ni-P 30 y Ni-P-Cr-30, en la resistencia a la conductividad eléctrica y en el carácter hidrófobo de los recubrimientos. Antes y después de ambos ensayos experimentales de corrosión a las PBs se realizaron medidas de ICR, rugosidad, ángulo de contacto y microscopía óptica. Se han obtenido datos de impedancia experimentales de la combinación de técnicas electroquímicas de corriente continua (polarización) y alterna (impedancia electroquímica), los datos se han graficado mediante diagramas de Bode y Nyquist. Los datos de impedancia experimentales se han ajustado por CNLS mediante Zview a dos modelos de circuito equivalente, ECM, en serie y paralelo. Como método alternativo, se ha utilizado un diagrama de Bode multi-curva con dos ejes Y, que contenga al mismo tiempo la representación de log(Z) y ángulo de fase respecto a log(f), mediante este método se han obtenido también los valores de los elementos que componen los modelos ECM, tanto en paralelo como en serie. Se ha utilizado la distribución de los tiempos de relajación, o método DRT, discretizando los datos de impedancia con funciones de base radiales (RBFs) y realizando la regresión utilizado un método regularización como el de Tikhonov. Se han comparado las constantes de tiempo (¿) obtenidas mediante Zview, métodos gráficos de Bode y DRT.