Caso práctico - Por un futuro limpio

Control preciso de la temperatura en las pilas de combustible

El hidrógeno es un elemento clave para un futuro neutro desde el punto de vista climático. Los sensores de temperatura JUMO VIBROtemp se utilizan para controlar la temperatura en las pilas de combustible. Con más de 20 años de experiencia, Proton Motor Fuel Cell GmbH -una empresa internacional con sede en Puchheim, cerca de Múnich- es un reconocido experto en soluciones energéticas basadas en tecnologías limpias. Con una plantilla actual de poco menos de 100 personas, la empresa produce pilas de combustible de hidrógeno y sistemas híbridos de pila de combustible respetuosos con el medio ambiente para plantas de automoción, marítimas y estacionarias, así como para servicios ferroviarios.

La tarea

La mejor manera de comparar las pilas de combustible es con el funcionamiento de las baterías. La energía se produce en una reacción química entre el ánodo y el cátodo. Las sustancias que reaccionan juntas en la pila de combustible son el hidrógeno y el oxígeno. La tecnología PEM ( Membrana electrolítica de polímero) utiliza el hidrógeno gaseoso (H2) como combustible y lo convierte con el oxígeno (O2) del aire en agua pura. La reacción en la célula produce electricidad y calor. A diferencia de los motores de combustión interna tradicionales, las centrales eléctricas de carbón y las centrales nucleares, no se producen ni se emiten subproductos venenosos, radiactivos o perjudiciales para el medio ambiente. El único producto de desecho es el agua. Sin embargo, para conseguirlo, sólo se debe utilizar energía renovable para producir el hidrógeno necesario. La tensión de circuito abierto del circuito eléctrico de la pila de combustible es de 1,23 V. Para producir tensiones más altas, las pilas de combustible se colocan una detrás de otra, como las baterías de una linterna de bolsillo, y luego se "apilan" unas sobre otras.

Módulo de pila de combustible de Proton Motor Fuel Cell GmbH

Enfoque de la solución

Son necesarias tres sondas de temperatura para cada pila de combustible. Estas se instalan en las denominadas placas adaptadoras de medios. Estas placas se instalan en las pilas de combustible PEM para la distribución y supervisión de los medios. A continuación, los distintos subconjuntos se combinan en módulos de pila. Para supervisar indirectamente la sección de refrigeración se necesitan dos sondas de temperatura. Se encargan de adquirir la temperatura del circuito de refrigerante (flujo directo e inverso). Otro sensor JUMO cumple una función de seguridad. Se coloca en la corriente de salida del entrehierro del módulo de pila. En ese lugar, el sensor adquiere la temperatura del aire de reacción e indica la detención del flujo de refrigerante en caso de sobrecalentamiento.

Resultado del proyecto

Las sondas de temperatura JUMO VIBROtemp se utilizan en las pilas de combustible de la empresa Proton Motor Fuel Cell GmbH. Estas sondas de temperatura RTD atornilladas permiten medir la temperatura en vehículos comerciales, maquinaria de construcción, maquinaria agrícola, motores, compresores y en la tecnología ferroviaria. La estructura resistente a las vibraciones consigue una excelente estabilidad a largo plazo incluso en condiciones de funcionamiento difíciles. En el ejemplo de aplicación descrito, las sondas de temperatura controlan de forma fiable temperaturas de hasta 150 °C.