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MX2011004545A - Enfriamiento de celda de combustible. - Google Patents

Enfriamiento de celda de combustible.

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MX2011004545A
MX2011004545A MX2011004545A MX2011004545A MX2011004545A MX 2011004545 A MX2011004545 A MX 2011004545A MX 2011004545 A MX2011004545 A MX 2011004545A MX 2011004545 A MX2011004545 A MX 2011004545A MX 2011004545 A MX2011004545 A MX 2011004545A
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MX
Mexico
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water
fuel cell
cooling circuit
further characterized
cell system
Prior art date
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MX2011004545A
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Inventor
Peter David Hood
Original Assignee
Intelligent Energy Ltd
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Abstract

Un método de operación de un sistema de celda de combustible (100) comprendiendo una pila de celda de combustible (110) y un circuito de enfriamiento de agua de ciclo cerrado para inyección directa de agua de enfriamiento hacia dentro de la pila (110), el método comprendiendo: medir un parámetro operacional del sistema de celda de combustible (100) durante un período de tiempo; incorporar una cantidad de agua al circuito de enfriamiento de ciclo cerrado a partir de la cantidad total de agua generada durante la operación de la pila de celda de combustible (110) durante el período de tiempo; y retirar la cantidad de agua del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado generada durante la operación de la pila de celda de combustible (110) durante el período de tiempo es determinado automáticamente por el sistema de celda de combustible (100) como una función del parámetro operacional.

Description

ENFRIAMIENTO DE CELDA DE COMBUSTIBLE MEMORIA DESCRIPTIVA La invención se relaciona con enfriamiento de circuito cerrado de un sistema de celda de combustible; y en particular con la incorporación y remoción de agua dentro de un circuito de enfriamiento de ciclo cerrado con relación a agua expulsada desde una pila de celda de combustible.
El agua es integral a la operación de un sistema de celda de combustible, por ejemplo en la forma del sistema descrito en la presente comprendiendo una pila de celda de combustible basada alrededor de una membrana de intercambio de protones (PEM). La reacción de los protones (iones de hidrógeno) conducidos a través de la PEM desde una trayectoria de flujo del ánodo, con oxígeno presente en una trayectoria de flujo del cátodo, produce agua. El exceso de agua necesita ser retirado de la pila de celda de combustible para evitar inundación y causando un deterioro consecuente en desempeño. Una cantidad de agua, sin embargo, necesita estar presente en por lo menos la trayectoria de flujo del cátodo para mantener hidratación de la PEM, para lograr desempeño óptimo de la celda de combustible. La administración de esta agua, por inyección y remoción deliberada, también puede proporcionar un mecanismo útil para retirar calor de exceso de la pila de celda de combustible.
Para optimizar el desempeño, agua puede ser empleada deliberadamente en tales sistemas de celda de combustible a través de inyección, generalmente en la trayectoria de flujo del cátodo de la pila. Tales sistemas de celda de combustible de inyección de agua tienen ventajas potenciales de tamaño reducido y complejidad, comparado con otros tipos de sistemas de celda de combustible empleando canales de enfriamiento separados. Agua puede ser inyectada directamente en la trayectoria de flujo del cátodo a través de colectores de distribución de agua, como por ejemplo es descrito en GB2409763.
Para sistemas de inyección de. agua, es importante que cualquier agua retroalimentada en la trayectoria de flujo del cátodo sea de pureza alta, para evitar contaminación de la PEM y degradación consecuente del desempeño de la pila.
Para un sistema de celda de combustible inyectado con agua, en el cual agua para enfriamiento e hidratación de celda es incorporada directamente a las membranas de celda de combustible, no es incorporada agua adicional al sistema durante operación normal. Para que esto sea posible, agua líquida es recuperada de las corrientes de salida de la celda de combustible. La corriente de salida del cátodo de la celda de combustible es en gran parte una combinación de aire saturado y agua líquida, y la corriente de salida del ánodo es en gran parte una combinación de hidrógeno saturado y agua líquida. La mayor parte del agua generada por la celda de combustible ocurre en el cátodo; con una pequeña proporción generada en el ánodo. Si el agua es inyectada sobre el cátodo de la celda de combustible, la mayor parte del agua disponible para recuperación por lo tanto también está en el cátodo.
El contenido de agua líquida de la corriente de salida del cátodo es usualmente insuficiente para los requerimientos de inyección de agua de la pila de celda de combustible, porque el contenido de agua del escape está en su mayor parte en la forma de vapor de agua. La temperatura del vapor del escape por lo tanto es reducida preferiblemente (por ejemplo, usando un intercambiador de calor) para reducir el punto de condensación y condensar por lo menos parte del vapor a agua líquida. Un método para separar el agua líquida de la corriente también puede ser usado (por ejemplo, un separador ciclónico) para asegurar que la mayor parte del agua líquida disponible en la corriente sea capturada. Dada la velocidad de flujo relativamente baja de la corriente de salida del ánodo, es usual recuperar solamente el contenido de agua líquida (por ejemplo, vía una vasija de captura en línea) como el beneficio de agua adicional disponible debido a reducir el punto de condensación, por ejemplo por uso de un intercambiador de calor adicional, es superado por la complejidad incrementada del sistema requerida.
La conductividad del agua introducida dentro una pila de celda de combustible inyectada con agua debe ser mantenida a un nivel suficientemente bajo para evitar efectos de corrosión. El agua líquida dejando la pila de celda de combustible puede contener flúor y/o productos de corrosión (por ejemplo, Fe, etc.) lo cual incrementa la conductividad del agua debido a un incremento en los iones de los sólidos totales disueltos. También, la conductividad el agua puede incrementar debido a cualesquier reacciones de corrosión galvánicas que ocurren como un resultado de la diferencia de potencial eléctrico entre componentes. Esto puede ser minimizado por selección cuidadosa de los materiales y el diseño del sistema global.
Un incremento en la conductividad del agua inyectada hacia dentro de la pila de celda de combustible puede contaminar el electrocatalizador y la membrana conduciendo a una resistencia incrementada y desempeño reducido. Por lo tato, la conductividad del agua introducida a una pila de celda de combustible inyectada con agua funcionando en configuración de ciclo cerrado debería ser controlada.
Una solución es incluir una columna de intercambio de iones en el sistema de celda de combustible para 'pulir' el agua. Sin embargo, esto puede ser impráctico debido a restricciones de empaquetado del sistema o requerimientos de frecuencia de servicio ya que generalmente una unidad relativamente grande es requerida para requerir reemplazo en intervalos similares para otros artículos de servicio (por ejemplo, filtros) en el sistema.
Es un objeto de la invención tratar uno o más de los problemas mencionados anteriormente.
De conformidad con un primer aspecto de la invención es proporcionado un método de operación de un sistema de celda de combustible comprendiendo una pila de celda de combustible y un circuito de enfriamiento de agua de ciclo cerrado para inyección directa de agua de enfriamiento hacia dentro de la pila, el método comprende: medir un parámetro operacional del sistema de celda de combustible durante un período de tiempo, incorporar una cantidad de agua líquida al circuito de enfriamiento de ciclo cerrado a partir de una cantidad total de agua generada por la pila de celda de combustible durante operación de la pila de celda de combustible durante el período de tiempo; y retirar la cantidad de agua líquida del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado, en donde la cantidad de agua líquida como una proporción de la cantidad total de agua generada durante operación de la pila de celda de combustible durante el período de tiempo es determinada automáticamente por el sistema de celda de combustible como una función del parámetro operacional.
Retirando la cantidad de agua de la pila de celda de combustible como una proporción de la cantidad total de agua generada durante operación como una función de un parámetro operacional de la pila, el agua de enfriamiento en el sistema de celda de combustible puede ser mantenida a un nivel de pureza deseado dependiendo de cómo está funcionando la celda de combustible.
El parámetro operacional es opcionalmente una corriente eléctrica extraída de la pila de celda de combustible durante el periodo de tiempo. La proporción de la cantidad total de agua retirada del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado puede estar en proporción con la corriente extraída durante el período de tiempo. La cantidad de agua retirada e incorporada entonces es dependiente de qué tan arduo esté operando la celda de combustible, es decir, cuánta corriente está siendo suministrada, lo cual está en relación directa con la cantidad de combustible usado.
El parámetro operacional alternativamente puede ser la conductividad eléctrica, pH o sólidos totales disueltos en el agua dentro del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado. La proporción de la cantidad total de agua retirada del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado puede ser una función de una diferencia entre un punto de ajuste predeterminado y el parámetro operacional. Estos parámetros pueden ser usados como una verificación adicional para asegurar que la calidad del agua refrigerante es mantenida dentro de los niveles deseados.
La cantidad de agua puede ser determinada controlando una temperatura de salida de un intercambiador de calor en comunicación de fluido con una línea de escape de cátodo de la pila de celda de combustible, por ejemplo dirigiendo agua retirada del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado sobre una superficie externa del intercambiador de calor. Dirigiendo selectivamente una proporción de agua (la cual puede estar en la forma de vapor) expulsada de la pila sobre un intercambiador de calor, enfriamiento adicional para convertir vapor de agua en agua líquida es requerido solamente cuando es necesitado más refrigerante, y cuando éste no es requerido el agua de exceso, junto con mucho del calor, pueden ser expulsados como vapor.
La cantidad de agua retirada del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado puede ser determinada controlando la operación de una bomba en comunicación de fluido con el circuito de enfriamiento de circuito cerrado. La bomba puede ser operada intermitentemente con un ciclo de trabajo proporcional a la cantidad de agua a ser retirada del circuito de enfriamiento. Operando la bomba únicamente cuando es necesario, las cargas parásitas en la celda de combustible pueden ser reducidas.
La cantidad de agua a ser retirada puede ser calculada de conformidad con la relación Jn Wr = ß— moles. s" en donde Wr es la cantidad de agua a ser retirada del circuito de enfriamiento, / es la corriente extraída de la pila de celda de combustible teniendo n celdas, F es la constante de Faraday y ß es una constante predeterminada. La contante ß es preferiblemente aproximadamente 0.1.
De conformidad con un segundo aspecto de la invención, es proporcionado un sistema de celda de combustible comprendiendo una pila de celda de combustible, un circuito de enfriamiento de agua de circuito cerrado para inyección directa de agua de enfriamiento dentro de la pila y un controlador computarizado, el controlador siendo configurado para automáticamente: medir un parámetro operacional del sistema de celda de combustible durante un período de tiempo; incorporar una cantidad de agua líquida al circuito de enfriamiento de circuito cerrado de la cantidad total de agua generada durante la operación de la pila de celda de combustible durante el período de tiempo; y retirar la cantidad de agua líquida del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado, en donde el controlador está configurado para retirar la cantidad de agua líquida como una proporción de la cantidad total de agua generada durante la operación de la pila de celda de combustible durante el período de tiempo como una función del parámetro operacional.
La invención será ahora descrita solamente a manera de ejemplo y con relación a los dibujos anexos, en los cuales la figura 1 muestra una representación esquemática de un sistema de celda de combustible para uso de conformidad con la invención.
El sistema de celda de combustible 100, como es mostrado en la figura 1 , comprende por lo menos una pila de celda de combustible 110 y varios componentes conectados para la remoción de agua tal como un intercambiador de calor 120 y separadores de agua ciclónicos 130a, 130b en las líneas de salida del ánodo y cátodo 140, 150 respectivamente. Estos componentes permiten que agua líquida sea recuperada de las corrientes de salida. La corriente de fluido pasando a través de la línea de salida del ánodo 140 comprende gas de hidrógeno saturado con agua y agua líquida del volumen del ánodo en la pila 110, mientras que la corriente de fluido pasando a través de la línea de salida del cátodo 150 comprende aire saturado de agua y agua líquida del volumen del cátodo en la pila 110. La corriente de salida del cátodo pasa hacia dentro del intercambiador de calor 120, el cual está diseñado para enfriar la corriente de salida del cátodo suficientemente para permitir que agua líquida sea extraída. El agua líquida extraída entonces puede ser recirculada hacia dentro del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado.
El sistema de celda de combustible es configurado para capturar una proporción del agua descargada en la línea de escape del cátodo 150 de la pila de celda de combustible 110 y reciclar esa proporción para enfriamiento e hidratación de las membranas en la pila de celda de combustible. La proporción es controlada como una fracción de un parámetro operacional de la pila de celda de combustible, como es detallado adicionalmente a continuación.
Un circuito de enfriamiento de ciclo cerrado en el sistema de celda de combustible mostrado en la figura 1 puede ser definido por la pila de celda de combustible 110, la línea de salida del cátodo 150, el intercambiador de calor 120, el separador de agua 130b, una línea de retorno de agua del cátodo 151 conduciendo a un recipiente de almacenamiento de agua 160 y una línea de inyección de agua 152 conduciendo de regreso hacia la pila de celda de combustible 110. La línea de inyección de agua 152 preferiblemente conduce hacia los volúmenes del cátodo dentro de la pila, en donde enfriamiento directo puede ser logrado más eficazmente. El circuito de ciclo cerrado también puede incluir la línea de salida del ánodo 140, separador de agua 130a y la línea de retorno de agua del ánodo 141, también conduciendo al recipiente de almacenamiento de agua 160. Las bombas 180a, 180b, 180c pueden ser incluidas en la línea de retorno de agua del cátodo 151 , línea de retorno de agua del ánodo 141 y la línea de remoción de agua 170 respectivamente, para ayudar al transporte de agua alrededor y hacia fuera del circuito de enfriamiento. Una bomba adicional (no mostrada) es incluida preferiblemente dentro del recipiente de almacenamiento de agua 160 para bombear agua refrigerante a través de la línea de inyección de agua 152 hacia dentro de la celda de combustible 110.
Toda el agua de reacción generada en la pila de celda de combustible 110 entra al circuito de enfriamiento de ciclo cerrado, pero no toda esta agua es pasada a través de la línea de entrada de inyección de agua del cátodo 152.
El recipiente de almacenamiento de agua 160 preferiblemente comprende un sensor de nivel 165 para determinar el nivel de agua 166 dentro del recipiente 160.
El agua en el circuito de enfriamiento de ciclo cerrado es controlada de conformidad con los requerimientos de enfriamiento y humidificación de la pila de celda de combustible 110, con éstos típicamente siendo calculados en forma básica como una función de la corriente de operación de la pila de celda de combustible 110. Exceso de agua del circuito de enfriamiento puede ser retirado del sistema a través de la línea de remoción de agua por medio de la bomba 180c.
Se entenderá que las referencias al agua a través de la especificación tienen la intención de abarcar tanto agua líquida como vapor de agua, a menos que el contexto implique o especifique de otra manera.
Un compresor de aire 111 está dispuesto para forzar aire hacia dentro del volumen del cátodo de la pila de la celda de combustible 10 vía una entrada de aire del cátodo 112. Combustible, en la forma de gas hidrógeno, entra al volumen del ánodo de la pila de la celda de combustible 110 vía una línea de entrada del ánodo 113.
La temperatura de salida de la corriente dejando el puerto de salida del intercambiador de calor 125 es controlada de tal manera que suficiente agua líquida, es recuperada para permitir un nivel apropiado 166 dentro del recipiente de almacenamiento de agua 160 a ser mantenido. Generalmente, un punto de ajuste del 85% lleno es elegido para el nivel 166 en el recipiente de almacenamiento de agua 160, con el 15% restante usado como un amortiguador para permitir histéresis debido a la inercia térmica del ¡ntercambiador de calor 120. Una cantidad de agua líquida es por lo tanto permitida para fluir a través de la línea de retorno de agua del cátodo 151 hacia dentro del recipiente de almacenamiento de agua, de conformidad con el punto de ajuste elegido. Control del sistema 100 es preferiblemente establecido de tal manera que el nivel 166 de agua dentro del recipiente de almacenamiento de agua 160 es mantenido independientemente del agua dejando el recipiente a través de la línea de remoción de agua 170. Sin embargo, si un nivel de punto de ajuste de, por ejemplo, 95% es elegido, la histéresis térmica cuando el enfriamiento del intercambiador de calor es reducido puede ser tal que agua adicional necesitará ser retirada del recipiente de almacenamiento de agua 160. Si las características térmicas del ¡ntercambiador de calor 120 son conocidas (ya sea vía cálculo o por métodos empíricos), la cantidad de agua retirada del recipiente de almacenamiento de agua 160 debido al derramamiento también podría ser conocida. Por lo tanto, es posible controlar el enfriamiento del intercambiador de calor de tal manera que una cantidad requerida de agua es retirada del recipiente de almacenamiento de agua 160.
Un medio más preciso de retirar agua líquida del recipiente de almacenamiento es por uso de una bomba 180c. Tal bomba puede ser variable continuamente o de operación fija. Si la bomba 180c es continuamente variable de conformidad con un punto de ajuste, la velocidad de flujo como una función del punto de ajuste es obtenida con la bomba 180c proporcionando líquido hacia la atmósfera vía la línea de remoción de agua 170. Así, estos datos pueden ser usados para lograr una velocidad de flujo requerida ajusfando el punto de ajuste como corresponde. Con una bomba de operación fija, la velocidad de flujo de la bomba es calibrada con ésta bombeando agua hacia la atmósfera. Esta velocidad de flujo es así la máxima que puede ser lograda. Si una velocidad de flujo por debajo de este mínimo es requerida, la bomba 180c puede ser encendida y apagada, de conformidad con un ciclo de trabajo apropiado. Generalmente, durante un período de tiempo dado, la bomba 180c operará por un porcentaje de este tiempo de conformidad con la proporción de la velocidad de flujo requerida hacia el máximo. Por ejemplo, si la bomba 180c es calibrada para distribuir 100 ml/min, y una velocidad de flujo de 25 ml/min es requerida, entonces la bomba es encendida durante 15 segundos, y después apagada durante 45 segundos, con este ciclo repetido cada 60 segundos. Así como precisión incrementada, el uso de una bomba 180c para retirar el agua tiene un beneficio adicional cuando el sistema de celda de combustible 100 comprende un intercambiador de calor enfriado con aire 120. En esta situación, el exceso de agua de la línea de remoción de agua 170 puede ser rociado sobre el ¡ntercambiador de calor 120 para ayudar al enfriamiento, y así permitir que el intercambiador de calor 120 sea menor de lo que podría ser requerido de otra manera para generar el agua líquida para reabastecer el circuito de enfriamiento.
La cantidad de agua que debería ser incorporada y retirada del sistema de ciclo cerrado puede ser calculada como una función de la cantidad total de agua generada debido a la reacción electroquímica en la pila de celda de combustible 110. Esto puede ser calculado como sigue.
In 1 Producción de agua, w =— moles.s , en donde / es la corriente de la pila de celda de combustible (en Amperios), n es el número de celdas en la pila de celda de combustible 110, y F es la constante de Faraday (aproximadamente 96.5 x 103 Culombios por mol). La relación anterior asume una pila de celdas de combustible dispuestas eléctricamente en serie con cada otra, en donde la misma corriente pasa a través de cada celda.
La masa molecular relativa de agua es 18.0 g mol"1, y la densidad de agua es 0.998 g cm"3 a 20 °C, por lo tanto: Producción de agua, JFD =—x 60 x18.1 mi. min"1 a " 2F La cantidad de agua líquida a ser retirada del circuito de enfriamiento, Wr puede ser expresada como, W = ß~ moles.s"1 = ?— ? 60x 18.1 mi min"1 r 2F 2F o en donde ß es la proporción de agua líquida a ser retirada, comparada con la cantidad total de agua generada por la pila de celda de combustible 110.
Un valor preferido para ß es 0.1 ya que éste proporciona un balance aceptable entre el tamaño del intercambiador de calor y la dilución del agua líquida dentro del ciclo cerrado, aunque este valor puede ser variado de conformidad con los requerimientos. En general, la cantidad de agua a ser retirada para cualquier tamaño dado de celda de combustible puede ser descrita como siendo directamente proporcional a la corriente de la pila de celda de combustible.
Una alternativa al enfoque anterior es medir la conductividad u otro parámetro operacional (por ejemplo, pH, sólidos totales disueltos, etc.) del agua líquida entrando a la pila de celda de combustible 110. La cantidad de agua a ser retirada del sistema, y por lo tanto la cantidad de agua líquida a ser extraída de la línea de salida del cátodo 150, puede ser derivada como una función de un error calculado entre un punto de ajuste de conductividad u otro parámetro y el valor medido. Un ciclo de control estándar (por ejemplo, proporcional, integral, derivado: PID) podría ser usado para este propósito, con el ciclo de control siendo fijado para permitir inercia térmica del intercambiador 120.
El sistema de celda de combustible preferiblemente comprende un controlador computerizado apropiado conectado a los varios componentes relevantes del sistema de celda de combustible 100. El controlador es configurado para determinar automáticamente la cantidad de agua a ser retirada del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado como una función de un parámetro operacional particular. Por ejemplo, el controlador puede ser configurado para monitorear la corriente extraída de la pila 110, determinar a partir de esta medición la cantidad de agua a ser retirada del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado, y ajustar la operación de las bombas 180a, 180b, 180c como corresponde. El controlador pude ser configurado para controlar la operación de los separadores de agua 30a, 130b y la cantidad de agua (si existe) a ser rociada sobre el intercambiador de calor 120 para enfriamiento adicional.
El controlador puede ser configurado para monitorear los parámetros operacionales tales como conductividad del agua, pH o sólidos disueltos, y ajustar la cantidad de agua líquida retirada del circuito de enfriamiento como corresponde. Por ejemplo, si la conductividad del agua líquida dentro del circuito de enfriamiento se eleva, el controlador puede ser configurado para incrementar la cantidad de agua líquida retirada e incorporada hacia el circuito de enfriamiento, para diluir el agua de enfriamiento con agua fresca generada en la pila de celda de combustible 110, y así reducir la conductividad del agua en el circuito de enfriamiento.
Otras modalidades están intencionalmente dentro del alcance de la invención como es definida por las reivindicaciones anexas.

Claims (26)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES
1.- Un método de operación de un sistema de celda de combustible comprende una pila de celda de combustible y un circuito de enfriamiento de agua de ciclo cerrado para inyección directa de agua de enfriamiento hacia dentro de la pila, el método comprende: medir un parámetro operacional del sistema de celda de combustible durante un período de tiempo; incorporar una cantidad de agua líquida al circuito de enfriamiento de ciclo cerrado a partir de una cantidad total de agua generada por la pila de celda de combustible durante operación de la pila de celda de combustible durante el período de tiempo; y retirar la cantidad de agua líquida del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado, en donde la cantidad de agua líquida como una proporción de la cantidad total de agua generada durante operación de la pila de celda de combustible durante el período de tiempo es automáticamente determinada por el sistema de celda de combustible como una función del parámetro operacional.
2.- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el parámetro operacional es una corriente eléctrica extraída de la pila de celda de combustible durante el periodo de tiempo.
3.- El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque la proporción de la cantidad total de agua retirada del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado está en proporción con la corriente extraída durante el período de tiempo.
4.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el parámetro operacional es la conductividad eléctrica del agua dentro del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado.
5. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el parámetro operacional es el pH del agua dentro del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado.
6. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el parámetro operacional es el total de sólidos disueltos en el agua dentro del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado.
7. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado además porque la proporción de la cantidad total de agua retirada del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado es una función de una diferencia entre un punto de ajuste predeterminado y el parámetro operacional.
8. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la cantidad de agua es determinada controlando una temperatura de salida de un intercambiador de calor en comunicación de fluido con una línea de escape del cátodo de la pila de celda de combustible.
9.- El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la temperatura de salida del intercambiador de calor es controlada dirigiendo agua retirada del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado sobre una superficie externa del intercambiador de calor.
10.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la cantidad de agua retirada del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado es determinada controlando la operación de una bomba en comunicación de fluido con el circuito de enfriamiento de ciclo cerrado.
11.- El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la bomba es operada intermitentemente con un ciclo de trabajo proporcional a la cantidad de agua a ser retirada del circuito de enfriamiento.
12.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la cantidad de agua es calculada de In conformidad con la relación Wr = ß~ moles.s 1 en donde Wr es la cantidad de agua a ser retirada del circuito de enfriamiento, I es la corriente extraída de la pila de celda de combustible teniendo n celdas, F es la constante de Faraday y ß es una constante predeterminada.
13.- El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque ß es aproximadamente 0.1.
14.- Un sistema de celda de combustible comprende una pila de celda de combustible, un circuito de enfriamiento de agua de ciclo cerrado para inyección directa de agua de enfriamiento hacia dentro de la pila y un controlador computarizado, el controlador siendo configurado para automáticamente: medir un parámetro operacional del sistema de celda de combustible durante un período de tiempo; incorporar una cantidad de agua líquida al circuito de enfriamiento de ciclo cerrado a partir de la cantidad total de agua generada durante la operación de la pila de celda de combustible durante el período de tiempo; y retirar la cantidad de agua líquida del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado, en donde el controlador es configurado para retirar la cantidad de agua líquida como una proporción de la cantidad total de agua generada durante la operación de la pila de celda de combustible durante el período de tiempo como una función del parámetro operacional.
15. - El sistema de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el parámetro operacional es la corriente eléctrica retirada de la pila de celda de combustible durante el período de tiempo.
16. - El sistema de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque la proporción de la cantidad total de agua generada está en proporción con la corriente extraída durante el período de tiempo.
17.- El sistema de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el parámetro operacional es la conductividad eléctrica del agua dentro del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado.
18. - El sistema de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el parámetro operacional es el pH del agua dentro del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado.
19. - El sistema de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el parámetro operacional es el total de sólidos disueltos en el agua dentro del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado.
20. - El sistema de celda de combustible de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizado además porque la proporción de la cantidad total de agua expulsada es una función de una diferencia entre un punto de ajuste predeterminado y el parámetro operacional.
21. - El sistema de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el controlador está configurado para controlar automáticamente una temperatura de salida de un intercambiador de calor en comunicación de fluido con una línea de escape del cátodo de la pila de celda de combustible.
22. - El sistema de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado además porque el controlador está configurado para expulsar agua del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado sobre el intercambiador de calor.
23. - El sistema de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el controlador está configurado para controlar la cantidad de agua retirada del circuito de enfriamiento de ciclo cerrado controlando la operación de una bomba en comunicación de fluido con el circuito de enfriamiento de ciclo cerrado.
24.- El sistema de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque el controlador es configurado para operar la bomba intermitentemente con un ciclo de trabajo proporcional a la cantidad de agua a ser retirada del circuito de enfriamiento.
25 - El sistema de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el controlador es configurado para calcular automáticamente la cantidad de agua de conformidad con la relación W = B— moles.s"1 r 2F en donde Wr es la cantidad de agua a ser retirada del circuito de enfriamiento, / es la corriente extraída de la pila de celda de combustible teniendo n celdas, F es la constante de Faraday y jS es una constante predeterminada.
26.- El sistema de celda de combustible de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque en el cual ß es aproximadamente 0.1.
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