Los vehículos comerciales (VC) equipados con una propulsión electrificada y pilas de combustible (PC) para proveer energía, se perfilan como la tecnología clave para un futuro transporte con cero emisiones de CO2. Sin embargo, estos vehículos plantean exigencias superiores a los automóviles de pasajeros en términos de vida útil y confiabilidad.
El recién lanzado proyecto de investigación «multiPEM»
está orientado a satisfacer estas rigurosas demandas de seguridad.
Bajo la dirección del Instituto Fraunhofer de
Durabilidad Operativa y Confiabilidad del Sistema en Darmstadt, el consorcio
«multiPEM» busca desarrollar métodos de análisis, evaluación y pruebas que permitan
una implementación segura, rentable y eficiente en tiempo de las PC en
vehículos comerciales.
Es importante destacar que los vehículos comerciales
que utilizan propulsión electrificada y pilas de combustible representan un
mercado considerable y de rápido crecimiento. En 2020, se estimó que el mercado
global de pilas de combustible tendría un valor de 21,7 mil millones de dólares
para 2028.
Nuevos Desafíos en la Explotación de Pilas de
Combustible
A diferencia de los conceptos de propulsión eléctrica
puramente basados en baterías, que no proporcionan la densidad energética
suficiente para los vehículos comerciales pesados, la generación de energía
eléctrica mediante pilas de combustible de hidrógeno presenta una solución más
prometedora.
En particular, se agrupan las llamadas pilas de
combustible de membrana de electrolito polímero de baja temperatura (NT-PEM-PC)
en un conjunto o «stack». Sin embargo, el uso móvil de estos «stacks» en
vehículos comerciales implica desafíos mecánicos, térmicos, eléctricos y
químicos altamente complejos.
El proyecto «multiPEM» se
encargará por primera vez de estudiar las implicaciones de estas demandas
combinadas y superpuestas en las PC de los vehículos comerciales a nivel de
stack, y traducir los hallazgos en métodos relevantes para su aplicación. Los
principales desafíos incluyen identificar y evaluar los modos de falla
críticos, desarrollar pruebas aceleradas y cercanas a la realidad, y establecer
métodos de inspección eficientes y rápidos.
Fortalecimiento
del Campo Tecnológico de Hidrógeno y Pilas de Combustible.
En el marco del proyecto «multiPEM», se están
desarrollando métodos de análisis, evaluación y pruebas que ayudarán a
controlar el estado de esfuerzo complejo de las NT-PEM-PC en los vehículos
comerciales, mejorando así su seguridad y confiabilidad.
El proyecto «multiPEM» se centra en el desarrollo de:
·
·
Métodos para la evaluación no
destructiva del estado mediante tomografía computarizada de alta energía y
sensores de campo magnético.
·
Análisis de microestructura y
evaluación sistemática de la confiabilidad.
Todos los segmentos de la cadena de valor de las pilas
de combustible en el contexto de los vehículos comerciales pueden beneficiarse
de los resultados del proyecto. Esto incluye a los fabricantes y
desarrolladores de pilas de combustible, módulos y sistemas de pilas de
combustible, así como a los desarrolladores y proveedores de sistemas para
bancos de pruebas.
El objetivo final es generar servicios independientes
de investigación y desarrollo para soluciones de propulsión eléctrica de pilas
de combustible en vehículos comerciales. Los resultados del proyecto «multiPEM»
contribuirán a establecer y fortalecer el valor de las tecnologías de hidrógeno
y pilas de combustible en Alemania y Europa.
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