p TurbuGrid é o nome de uma pequena grade de plástico de aproximadamente 16 x 16 cm que pode aumentar significativamente a eficiência de uma pilha de células de combustível resfriadas a ar. Testes feitos por pesquisadores da AAU mostram um aumento na eficiência de pelo menos 33,5 por cento, mas isso pode ser ainda maior se a grade for adicionada a pilhas de células de combustível inteiramente novas. O aumento se deve ao fato de que a grade adiciona turbulência ao ar que flui para os canais da pilha. A turbulência tem um grande efeito na transferência de calor que ocorre nas células de combustível, e isso tem implicações importantes para a alta densidade de potência que pode ser alcançada a partir das células de combustível. p “Gostaríamos de ter a célula de combustível operando em torno de 50-60 graus porque a reação entre oxigênio e hidrogênio tem as melhores condições nessa temperatura. Portanto, precisamos de um método eficaz de transferir o calor residual que ocorre dentro da célula de combustível para que a célula não superaquece, "diz Torsten Berning, Professor Associado do Departamento de Tecnologia de Energia da Universidade de Aalborg.

p O ar aspirado através de uma pilha de células de combustível flui de maneira laminar (o oposto de turbulento). Mas pesquisadores da Universidade de Aalborg descobriram agora que adicionar turbulência artificial ao fluxo de ar usando a pequena grade de plástico pode aumentar a transferência de calor para o ar e, assim, garantir maior eficiência porque a célula de combustível não fica muito quente.

p Adicionar turbulência artificial ao fluxo de ar é uma mudança radical na abordagem para obter mais de uma pilha de células de combustível. Isso se deve ao fato de que antes o foco em alcançar uma maior eficiência centrava-se em evitar uma queda de pressão e não em uma transferência de calor mais eficaz.

p "Anteriormente, pesquisadores e indústria visavam criar um fluxo de ar que fosse o mais laminar possível. Mas nossa pesquisa mostra que se trata muito mais de garantir uma transferência de calor eficaz, e isso pode ser conseguido adicionando turbulência, "diz Torsten Berning.

p Quanto mais poder, quanto mais calor

p Quanto mais energia extraída de uma pilha de células de combustível, mais quente fica a pilha. É por isso que é importante conseguir um melhor controle da temperatura no interior das células. Com fluxo de ar laminar, a transferência de calor é relativamente pobre, e isso limita quanta energia pode ser extraída da pilha de células de combustível.

p "Se não somos bons em controlar a transferência de calor, a pilha ficará muito quente rapidamente, e não podemos extrair tanta energia quanto realmente existe potencial para. Mas, ao adicionar turbulência, vemos resultados significativos em termos de garantia de transferência de calor eficiente para o ar - e, portanto, também um aumento acentuado na eficiência da célula de combustível, "diz Torsten Berning.

p Tudo dentro de uma célula de combustível é tão pequeno, tornando difícil calcular e medir a temperatura com precisão. Torsten Berning e seus colegas de pesquisa, portanto, usaram modelos de computador em combinação com experimentos físicos. E os resultados dos modelos e da realidade foram claros:um aumento acentuado na eficiência e na potência de saída quando a rede é adicionada.

p Maior vida útil de células de combustível antigas

p As células de combustível resfriadas a ar estão sendo usadas atualmente no manuseio de materiais com empilhadeiras, como usinas de energia de emergência para TI e para a indústria de telecomunicações e para drones menores. As células de combustível duram normalmente de 5 a 6 anos, dependendo de como eles foram operados, mas, adicionando a grade a uma pilha de células de combustível, será possível estender a vida útil porque a temperatura nas células é controlada de maneira mais apropriada. Uma pilha de células de combustível resfriada a ar custa pelo menos $ 1000 / kW, então, além de usar a grade nas novas pilhas de células de combustível, também pode ser um bom negócio adicioná-lo às pilhas de células de combustível já em operação.