Konstrukcyjne przyczyny niepowtarzalności pracy systemów opartych na ogniwach paliwowych typu PEM

W artykule przedstawiono konstrukcyjne przyczyny niepowtarzalności pracy ogniw paliwowych, które są wynikiem natury zjawisk zachodzących w ogniwach paliwowych, zastosowanych materiałów oraz dokładności wykonania poszczególnych elementów systemu. Szczegółowo opisano problem migracji wody przez membranę PEM, tworząc jego matematyczny model oraz sposób radzenia sobie z nim. Stosując analizę diagramów rekurencyjnych oraz analizę statystyczną poszczególnych serii czasowych pokazano znaczące różnice w dynamice pracy ogniwa paliwowego z różnymi poziomami obciążeń prądowych. Wykazano także potencjalny wpływ niepowtarzalności pracy ogniw na sterowanie tym, jeszcze nie do końca poznanym obiektem.

The paper presents the constructional reasons for the non-repeatability of fuel cells operation, which result from the nature of the phenomena occurring in fuel cells, used materials and the accuracy of the assembling of individual system components. This paper describes in detail also the issue of water migration through the PEM membrane, creating its mathematical model and a way of its solving. Using recurrence plot analysis and statistical analysis of individual time series shows significant differences in the dynamics of fuel cell operation with different levels of current load were presented. The potential impact of the non-repeatability of fuel cell operation on controlling this already unexplored type of fuel cell is demonstrated.