Publicação
Manufacture and characterization of a micro fuel-cell
| Resumo: | Hoje em dia, os equipamentos eletrónicos alimentados a bateria estão prestes a alcançar um ponto decisivo. Com o consumo energético dos componentes eletrónicos a seguir uma tendência decrescente e as baterias a aumentarem as suas capacidades, torna-se necessário procurar tecnologias alternativas para continuar a evoluir. As células de combustível são consideradas o próximo grande passo em termos de energia devido às suas várias vantagens, como a sua eficiência e a sua reduzida pegada ambiental. Com células de combustível é possível alcançar altas densidades energéticas mantendo uma elevada eficiência e um peso reduzido, algo essencial para pequenos equipamentos eletrónicos. No entanto, os elevados custos ainda impedem as células de combustível de se imporem nos vários mercados, desde dispositivos eletrónicos a sistemas de transporte. Esta dissertação pretende estudar a possibilidade de adaptar uma célula de combustível com membrana de troca iónica para a mais económica célula de combustível de metanol direto, assim como os vários circuitos auxiliares necessários para obter melhor desempenho na célula. A célula utilizada foi uma Horizon Mini PEM fuel cell. Estes circuitos são o sistema de abastecimento de combustível, que possibilita o correto fornecimento de combustível à célula, um sistema de gestão de energia, de forma a permitir a célula fornecer uma tensão de saída adequada para uso, e um sistema de controlo, para efetuar a gestão de todos os sistemas referidos anteriormente. Foram realizados vários testes, incluindo testes na célula, para tentar melhorar as suas capacidades. O sistema de abastecimento de combustível foi criado recorrendo a uma microbomba para fornecer o combustível e um conversor step-up para alimentá-la. Várias simulações foram realizadas numa primeira fase, com a implementação a ser efetuada em breadboard. O sistema de gestão de energia foi criado usando um conversor step-up da Linear Technology e componentes auxiliares, de forma a fornecer uma tensão de saída viável na célula, tendo sido implementado em circuito impresso. O sistema de controlo que deveria ter sido produzido tinha por base a plataforma Arduino e o microcontrolador Atmel ATMega 328. |
|---|---|
| Autores principais: | Santos, Anthony Machado dos |
| Assunto: | Célula de combustível DMFC PEMFC Fuel cell |
| Ano: | 2015 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Hoje em dia, os equipamentos eletrónicos alimentados a bateria estão prestes a alcançar um ponto decisivo. Com o consumo energético dos componentes eletrónicos a seguir uma tendência decrescente e as baterias a aumentarem as suas capacidades, torna-se necessário procurar tecnologias alternativas para continuar a evoluir. As células de combustível são consideradas o próximo grande passo em termos de energia devido às suas várias vantagens, como a sua eficiência e a sua reduzida pegada ambiental. Com células de combustível é possível alcançar altas densidades energéticas mantendo uma elevada eficiência e um peso reduzido, algo essencial para pequenos equipamentos eletrónicos. No entanto, os elevados custos ainda impedem as células de combustível de se imporem nos vários mercados, desde dispositivos eletrónicos a sistemas de transporte. Esta dissertação pretende estudar a possibilidade de adaptar uma célula de combustível com membrana de troca iónica para a mais económica célula de combustível de metanol direto, assim como os vários circuitos auxiliares necessários para obter melhor desempenho na célula. A célula utilizada foi uma Horizon Mini PEM fuel cell. Estes circuitos são o sistema de abastecimento de combustível, que possibilita o correto fornecimento de combustível à célula, um sistema de gestão de energia, de forma a permitir a célula fornecer uma tensão de saída adequada para uso, e um sistema de controlo, para efetuar a gestão de todos os sistemas referidos anteriormente. Foram realizados vários testes, incluindo testes na célula, para tentar melhorar as suas capacidades. O sistema de abastecimento de combustível foi criado recorrendo a uma microbomba para fornecer o combustível e um conversor step-up para alimentá-la. Várias simulações foram realizadas numa primeira fase, com a implementação a ser efetuada em breadboard. O sistema de gestão de energia foi criado usando um conversor step-up da Linear Technology e componentes auxiliares, de forma a fornecer uma tensão de saída viável na célula, tendo sido implementado em circuito impresso. O sistema de controlo que deveria ter sido produzido tinha por base a plataforma Arduino e o microcontrolador Atmel ATMega 328. |
|---|