Turbinas de potencia

​​​​​​​Manejo del aire en vehículos comerciales

• El manejo del aire implica la gestión y el control del flujo de aire dentro de los motores y los sistemas de celdas de combustible. 
• Abarca la entrada de aire, su compresión y la salida de gases. En los ICE, el manejo del aire es fundamental para garantizar que haya aire limpio disponible para la combustión del combustible a fin de optimizar el rendimiento y controlar las emisiones.
• En los sistemas PEM FC, la arquitectura y la tecnología de tratamiento de aire han evolucionado desde sistemas de baja presión hasta compresores electrónicos de alta presión. Ahora está avanzando hacia los e-turbos. 
• Estos desarrollos están impulsados por la necesidad de un suministro de aire eficiente a la celda de combustible, lo que garantiza una mayor densidad de potencia y una eficiencia optimizada del sistema. 
• En PEM FC, el aire (oxígeno) atrae el protón a través de la membrana PEM, permitiendo que el electrón haga el trabajo. 
• Cuanto más aire se mueve, más electrones (corriente) se generan, lo que resulta en más potencia. 

Evolución de los motores de combustión interna (ICE)

• Los motores de combustión interna queman combustible con aire dentro de un motor para crear energía. 
• El proceso consiste en introducir aire y combustible en una cámara de combustión y comprimir y encender la mezcla para generar una explosión que impulsa un pistón. 
• Este movimiento se traduce luego en fuerza de rotación, alimentando todo, desde vehículos hasta generadores, con notable eficiencia. 
• El sistema originalmente dependía de la interacción del aire y los combustibles fósiles como la gasolina o el diésel, pero ahora también incluye combustibles alternativos como biocombustibles, amoníaco e hidrógeno. 
• La tecnología ICE ha avanzado con mejoras en la eficiencia del combustible, la reducción de emisiones y la adaptación a combustibles renovables. Sin embargo, la búsqueda de fuentes de energía más limpias aún requiere explorar tecnologías como la celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM FC).

¿Cómo funciona una PEM FC?

• Una celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM FC) genera energía a través de reacciones electroquímicas.
• El gas hidrógeno se alimenta en el lado del ánodo y el oxígeno en
  el cátodo.
• En el ánodo, las moléculas de hidrógeno se separan en protones y electrones.
• Los electrones viajan a través de un circuito externo, creando electricidad.
• Los protones pasan a través de la membrana hasta el cátodo.
• En el cátodo, los protones se reúnen con los electrones y reaccionan
  con oxígeno.
• Los únicos subproductos son el agua y el calor. 
• Las PEM FC permiten operaciones de largo alcance y trabajo pesado con
  repostaje rápido para vehículos comerciales, lo que garantiza la eficiencia
  y fiabilidad.

Del ICE a la PEM FC: la evolución del control del aire

• Los ICE utilizan la energía residual del escape, mientras que las PEM FC requieren motores eléctricos de alta velocidad para el manejo del aire. Los e-compresores y e-turbos de alta presión fueron desarrollados para mejorar la eficiencia y el rendimiento.
• Con los ICE, cierta contaminación por aceite es aceptable, sin embargo, las PEM FCs necesitan un suministro de aire exento de aceite para evitar la degradación de la membrana.
• Los e-turbos en las PEM FC aprovechan la energía residual para reducir el tamaño del motor y la carga parasitaria, mejorando el ahorro de combustible y la densidad de energía. Los e-turbos también mejoran la capacidad de altitud al suministrar aire cuando la demanda de energía del compresor y el potencial de recuperación de energía son más altos.
• A pesar de estas diferencias, la arquitectura básica de manejo de aire en las PEM FC sigue siendo la misma.