Las industrias que utilizan sistemas de pilas de combustible buscan siempre formas de mejorar el tiempo de calentamiento de arranque, especialmente en aplicaciones en las que la temperatura general de arranque es baja y la de funcionamiento alta. Los calentadores con aislamiento mineral (MI) y los termopares ofrecen una solución económica y energéticamente eficiente a este reto. Estos calentadores no sólo pueden acelerar significativamente el tiempo de arranque, sino que tienen la doble función de proporcionar medición y control de la temperatura. Esto permite una mejor regulación de la temperatura y, por tanto, un aumento de la vida útil y la durabilidad general de las pilas de combustible.
La unidad de negocio de calefacción de Kamet, en asociación con ARi y Okazaki, está muy centrada en la innovación y las soluciones personalizadas para aplicaciones de pilas de combustible. Desarrollamos y proporcionamos calefacción con aislamiento mineral y soluciones de medición de temperatura con aislamiento mineral para una amplia gama de tipos de pilas de combustible. En este sentido, somos especialistas en sistemas de pilas de combustible de alta temperatura, en particular pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) y pilas de combustible de carbonato fundido (MCFC).
Calefacción MI en centrales eléctricas e industrias nucleares
Existen dos tipos de pilas de combustible de alta temperatura: las de óxido sólido (SOFC) y las de carbón fundido (MCFC). Tienen algunas ventajas en común:
- Su tamaño de pila da lugar a un rendimiento mucho mayor de energía
- Gracias a la cogeneración que utiliza el calor residual y/o el vapor, se obtienen rendimientos globales elevados
- No son propensas a las impurezas del combustible
- Son flexibles en el uso del combustible
- Debido a su alta temperatura de funcionamiento no se necesitan elementos caros en los catalizadores
Todos estos factores actúan conjuntamente para que estas pilas de combustible de alta temperatura sean más fiables y económicas en la generación de energía. Sin embargo, cuando se les añaden sistemas de calentamiento MI, la fiabilidad y la eficacia mejoran aún más debido a la aceleración de los tiempos de arranque y la limitación de las paradas.
Esta aplicación específica supone un avance significativo y un desarrollo bastante nuevo en el mundo de la calefacción MI. Kamet está bien posicionada para desempeñar este papel innovador gracias a nuestros años de experiencia en el mundo de las altas temperaturas combinados con la pericia y los conocimientos técnicos de nuestros ingenieros y la calidad de nuestros socios de producción: ARi Industries y Okazaki.
Pilas de combustible de óxido sólido (SOFC)
La pila de combustible de óxido sólido (SOFC) para altas temperaturas funciona a temperaturas de hasta 1000°C. Se caracteriza por el uso de un electrolito sólido duro (cerámico) que ha sido recubierto con materiales de electrodos porosos. La combinación de óxidos más común para el electrolito sólido es una mezcla de óxido de circonio y de calcio. La pila de combustible de óxido sólido también necesita un convertidor para cambiar la corriente continua suministrada a una corriente alterna.
Pilas de combustible de carbonato fundido (MCFC)
La pila de combustible de carbonato fundido (MCFC) de alta temperatura utiliza sales de carbonato como electrolito. Cuando se calientan a 650°C, las sales se funden y conducen los iones de carbonato del cátodo al ánodo. El hidrógeno reacciona con los iones dando lugar a la producción de agua, dióxido de carbono y electrones. Estos electrones se mueven en un circuito externo proporcionando energía eléctrica. Las pilas de combustible de carbonato fundido son menos costosas ya que funcionan bien con níquel como catalizador en lugar del más caro platino. Otra ventaja es que su eficiencia puede aumentar un 20% hasta un 80% cuando se captura el calor residual y se utiliza para la cogeneración.
¿Qué hace que los elementos calefactores y los termopares MI de Kamet sean tan adecuados para los sistemas de pilas de combustible de alta temperatura?
Uno de nuestros productos más importantes es nuestra experiencia. Ofrecemos asistencia completa para crear soluciones a medida para los tipos específicos de pilas de combustible de los clientes, así como asesoramiento sobre cómo nuestros productos estándar de calefacción MI pueden utilizarse para las pilas de combustible en general. Además sobre los productos:
- Flexibles y fáciles de integrar
- Pueden adaptarse a formas intrincadas
- Fácil soldadura fuerte o blanda
- Intercambiabilidad
- Fiabilidad:
- Rendimiento probado de larga duración a alta temperatura
- resistentes a los entornos duros y corrosivos en los que suelen utilizarse las pilas de combustible de alta temperatura
- resistentes a la contaminación por humedad y gas gracias al uso de materiales de revestimiento y juntas adecuados
- La alta temperatura de nuestros productos de calentamiento se adapta perfectamente a las temperaturas a las que funcionan las SOFC y MCFC (de 500°C a más de 1000°C)
- Su alta densidad de vatios contribuye aún más a reducir los tiempos de puesta en marcha
- Nuestros termopares tienen una respuesta rápida y una baja deriva
- Nuestros socios de producción tienen experiencia en la fabricación de elementos MI para aplicaciones de pilas de combustible en fase de I+D
- Se suministran con un certificado 3.1 y un certificado de calibración
Soluciones industriales para pilas de combustible
Calentadores con aislamiento mineral (MI)
Cuando nuestros calentadores MI se sueldan en la cámara y se utilizan para el calentamiento por conducción, pueden alcanzar los 15 W/cm2. En el caso del calentamiento por convección, los calentadores MI pueden alcanzar hasta 4,5 W/cm2, dependiendo del caudal másico. Utilizando materiales estándar es posible alcanzar una potencia de 1000°C, y superior si se eligen materiales especializados.
Los calentadores MI están disponibles en tamaños que van desde Ø0,5 hasta Ø12 y en longitudes personalizadas.
Más información sobre la calefacción MI
Termopares
Los termopares de Kamet se fabrican siempre en clase 1 o superior y están disponibles en dúplex, tríplex y cuádruplex para mayor precisión y redundancia. Ofrecemos una amplia gama de materiales de aislamiento, revestimiento y aleación. Cada bobina está calibrada.
Termopares de alta temperatura
¿Tiene alguna pregunta sobre nuestras soluciones de pilas de combustible?
Los retos térmicos pueden ser complejos. Póngase en contacto hoy mismo con nuestros expertos internos y juntos podrán encontrar la mejor solución de MI para sus necesidades.