Desarrollos experimentales de sistemas basados en hidrógeno. Integración en plataformas móviles terrestres y aéreas

  1. ISORNA LLERENA, FERNANDO
Dirigida por:
  1. José Manuel Andújar Márquez Director
  2. Francisca Segura Manzano Directora

Universidad de defensa: Universidad de Huelva

Fecha de defensa: 23 de septiembre de 2021

Tribunal:
  1. Carlos Bordóns Alba Presidente/a
  2. Miguel Ángel Martínez Bohórquez Secretario
  3. Eduardo López González Vocal
Departamento:
  1. INGENIERIA ELECTRONICA DE SISTEMAS INFORMATICOS Y AUTOMATICA

Tipo: Tesis

Resumen

Esta Tesis está organizada en seis Capítulos según el siguiente orden: El Capítulo 1 trata del Enfoque General de la Tesis, en el que se describe la estructura de la misma y un breve resumen de cada uno de los Capítulos que la integran, centrándose en las principales aportaciones. Además, se realiza un análisis del aporte científico que se ha producido con la realización de esta Tesis. Capítulo 2, Objetivos y Metodología, se presentan los objetivos individuales necesarios para lograr el objetivo principal de la Tesis, presentar los desarrollos experimentales de sistemas basados en hidrógeno y ejemplos de integración en plataformas móviles terrestres y aéreas. Según la estructura de la Tesis, cada una de las aportaciones científicas incluidas en el Capítulo 4, tiene como finalidad dar respuesta a cada uno de los objetivos planteados. Finalmente, se presenta la metodología de trabajo utilizada para lograr todos y cada uno de los objetivos propuestos. En el Capítulo 3, Materiales, se detallan los sistemas más importantes utilizados para el desarrollo del presente trabajo. Aparte de la descripción detallada de los bancos de ensayos comerciales que se han usado para la caracterización tanto de baterías como de pilas de combustible, cabría destacar el diseño y construcción de la plataforma terrestre de ensayos y la total transformación de la plataforma aérea donde se han integrado los sistemas eléctricos. En el Capítulo 4, Resultados, se presentan el conjunto de contribuciones científicas que sustentan esta Tesis. En este sentido, se presentan tres artículos científicos publicados como primer autor en revistas de alto índice de impacto JCR, así como diferentes contribuciones a congresos internacionales, referentes al sector de las energías renovables y el hidrógeno. En este contexto, el artículo 1 se estudia el efecto de un contaminante muy poco estudiado en pilas de combustible de polímero sólido de baja temperatura y sin casos encontrados en la literatura para alta temperatura. Este contaminante es el NH3. A continuación, para demostrar la aplicación y ventajas del hidrógeno en sistemas de propulsión eléctricos, los artículos 2 y 3 presentan el diseño, desarrollo e implementación de diferentes plataformas móviles aéreas y terrestres. En el segundo artículo se presenta un caso real y práctico de transformación de un sistema aéreo no tripulado de ala fija, utilizado como objetivo aéreo y propulsado por un motor de combustión interna, en un RPAS eléctrico. El principal motivo para llevar a cabo esta transformación es aumentar la autonomía de vuelo del RPAS para poder tomar medidas de los diferentes parámetros que afectan a este cultivo a gran escala. Este propósito se ha logrado aumentando la autonomía en casi un 50%. Por otro lado, este presente trabajo es un paso intermedio para completar un RPAS propuesto de hidrógeno. Por último, centrados en las aplicaciones terrestres, el artículo 3 tiene como objetivo demostrar una solución sostenible para la movilidad urbana basada en un vehículo eléctrico unipersonal propulsado por hidrógeno, que aporta grandes ventajas sobre el mismo vehículo alimentado por batería. Para demostrarlo, se han desarrollado ambos vehículos en versiones comparables, utilizando la misma plataforma, buscando que el peso total del vehículo eléctrico unipersonal sea el mismo en ambos casos. Han sido sometidos a pruebas experimentales que respaldan las características de una configuración basada en hidrógeno frente a la basada en batería, como mayor energía específica, más autonomía y menor tiempo de recarga de la primera. En el Capítulo 5, Conclusiones Generales, se discuten las conclusiones más relevantes obtenidas en esta Tesis, y se enmarcan las líneas de investigación que han sido abiertas por el trabajo desarrollado, además de proponer estrategias y acciones en este sentido. Finalmente, en el Capítulo 6, Otras contribuciones científicas, se presenta un conjunto de aportaciones científicas en las que el doctorando ha participado activamente como coautor durante la realización de la Tesis doctoral. Este compendio de trabajo incluye una serie de artículos de investigación publicados en revistas de índice de alto impacto JCR, así como contribuciones a los principales congresos nacionales e internacionales del sector de las energías renovables y el hidrógeno. Estas aportaciones complementan la actividad investigadora del doctorando, por lo que se incluyen en el conjunto de aportaciones que sustentan esta Tesis.