La ingeniería de pilas de combustible PEM para transporte se centra en el diseño y optimización del stack, humidificación, control y balance de planta para sistemas propulsionados por hidrógeno en aeronaves eVTOL y vehículos de movilidad avanzada. Este campo integra áreas técnicas como la electroquímica aplicada, dinámica de fluidos, control térmico y gestión energética, utilizando métodos avanzados de modelado CFD, análisis de balance térmico y sistemas BMS para garantizar la eficiencia y fiabilidad de los módulos PEMFC. La integración con sistemas eléctricos de potencia (EPS) y la implementación de estrategias de control predictivo (MPC) son esenciales para cumplir con las demandas variables de carga y mantener la estabilidad operativa bajo condiciones transitorias y permanentes.
Los laboratorios especializados disponen de capacidades de ensayo HIL/SIL para simulación en tiempo real, adquisición de datos con alta resolución y monitoreo de vibraciones y acústica para evaluar la integridad estructural y el rendimiento electroquímico del stack. La trazabilidad de seguridad se asegura mediante protocolos alineados con normativa aplicable internacional, garantizando conformidad con requisitos estrictos de confiabilidad y seguridad funcional. La formación técnica habilita roles especializados como ingeniero de sistemas PEM, desarrollador de control SCADA, especialista en balance de planta, analista de calidad de hidrógeno y gestor de proyectos de tecnologías limpias.
Palabras clave objetivo (naturales en el texto): pilas de combustible PEM, stack PEMFC, humidificación, control térmico, balance de planta, eVTOL, hidrógeno, simulación HIL, normativa aplicable internacional, eficiencia energética.
104.000 €
Aprenderás a integrar todo el proceso de desarrollo de producto desde la concepción del modelo hasta su validación final, aplicando metodologías centradas en el usuario. Desarrollarás competencias en diseño paramétrico, ergonomía, simulación, materiales sostenibles, visualización 3D y gestión de manufactura, garantizando soluciones eficientes, seguras y alineadas con los estándares industriales actuales.
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1.1 Contexto y aplicaciones de las pilas de combustible PEM en transporte: marítimo, ferroviario, rodoviario y aeroespacial
1.2 Arquitectura y stack PEM para transporte: composición, módulos, serie/paralelo y escalabilidad
1.3 Fundamentos de funcionamiento de una pila PEM: membrana, electrodos, reacciones en anodo/catodo y generación de potencia
1.4 Humidificación y control de humedad en PEM para transporte
1.5 Balance de Planta (BOP) en PEM: gestión de combustible/oxidante, purgas, enfriamiento, bombas y sensores
1.6 Control de la pila PEM: modelos dinámicos, estrategias de control, diagnóstico y prognóstico
1.7 Gestión térmica e integración con la propulsión: disipación de calor, intercambiadores y arquitectura de enfriamiento
1.8 Seguridad, normas y certificaciones para PEM en transporte: seguridad de hidrógeno, almacenamiento y requisitos regulatorios
1.9 Rendimiento, eficiencia y durabilidad en condiciones de operación de transporte
1.10 Caso práctico: go/no-go para adopción de PEM en un buque de transporte, con matriz de riesgo
2.2 Visión general de las Pilas PEM en el transporte: fundamentos, ventajas competitivas y límites operativos
2.2 Arquitecturas de pila PEM: stack, humidificación y balance de planta (BOP)
2.3 Reacciones y rendimiento: electroquímica PEM, polarización y rendimiento térmico
2.4 Humectación y gestión de humedad: estrategias de humidificación, control de punto de rocío y estabilidad de humedad
2.5 Diseño del stack: selección de celdas, configuración en serie, distribución de temperatura y durabilidad
2.6 Balance de Planta (BOP) y subsistemas: suministro de oxidante e hidrógeno, purga, enfriamiento y sensores
2.7 Suministro y seguridad de hidrógeno: almacenamiento, manejo seguro y requisitos de seguridad en transporte
2.8 Modelado, control y diagnóstico: simulación, control basado en modelo, monitorización y detección de fallas
2.9 Integración con sistemas de propulsión en transporte: vehículos terrestres, marítimos y aeronáuticos; interfaces con baterías y sistemas de energía
2.20 Casos de estudio y evaluación: ejercicios prácticos, criterios de go/no-go y consideraciones regulatorias y de seguridad
3.3 Arquitectura de Pilas PEM para Transporte: principios, configuración del stack y criterios de rendimiento
3.2 Diseño del Stack PEM para Transporte: celdas, membranas, electrodos, interconexiones y seguridad
3.3 Humidificación y control de humedad en Pilas PEM para Transporte: métodos, sensores y estrategias de control
3.4 Balance de Planta (BOP) para Pilas PEM: gestión térmica, refrigeración, calentamiento y purgas
3.5 Modelado y simulación de Pilas PEM: MBSE, dinámica transitoria y validación experimental
3.6 Integración con sistemas de propulsión eléctrica: electrónica de potencia, convertidores y control de energía
3.7 Instrumentación y monitoreo de Pilas PEM: sensores de temperatura, presión, humedad y diagnóstico de salud
3.8 Seguridad, normativas y certificaciones para transporte: requisitos de seguridad, pruebas de choque y normas aplicables
3.9 Operación, diagnóstico y mantenimiento de Pilas PEM: arranque, operación continua, mantenimiento predictivo y gestión de fallas
3.30 Casos de estudio y evaluación de desempeño: análisis de rendimiento, go/no-go y matrices de riesgo
4.4 Fundamentos de las Pilas de Combustible PEM: definición, electroquímica básica y condiciones de operación
4.2 Arquitectura típica de la pila PEM: membrana, electrodos, capas catalíticas y distribución de gases
4.3 Diferencias entre PEM y otros tipos de pilas para transporte: ventajas y limitaciones
4.4 Mecanismos de transporte en PEM: protones, electrones, agua y transferencia de masa
4.5 Humectación y gestión de humedad: control de humedad óptimo para rendimiento y durabilidad
4.6 Balance de Planta (BoP) en PEM: refrigeración, suministro de gas, drenaje y seguridad
4.7 Diseño de Stack y configuración eléctrica: serial/parallel, empaquetado, sellado y fiabilidad
4.8 Dinámica de masa y calor en PEM: transferencia de calor, cadencia operativa y transientos
4.9 Rendimiento, eficiencia y degradación: curvas I-V, efectos de temperatura/humedad y desgaste
4.40 Consideraciones regulatorias, seguridad y certificación para transporte: normas, pruebas y homologaciones
## Módulo 5 — Introducción a Pilas PEM y su Diseño
5. 5 Introducción a las Pilas de Combustible PEM: Principios Fundamentales
5. 5 Termodinámica y Electroquímica de las Pilas de Combustible
3. 3 Componentes de una Pila de Combustible PEM: Descripción Detallada
4. 4 Materiales Clave en Pilas PEM: Membranas, Catalizadores, Electrodos
5. 5 Diseño del Stack: Celdas de Combustible, Configuración y Diseño Modular
6. 6 Parámetros de Diseño y Rendimiento: Potencia, Eficiencia, Durabilidad
7. 7 Modelado y Simulación de Pilas de Combustible PEM
8. 8 Diseño de Sistemas de Distribución de Gases (GDS) y Agua (WMS)
9. 9 Introducción a la Humidificación: Importancia y Tipos
50. 50 Aplicaciones de Pilas de Combustible PEM en el Transporte: Visión General
**Módulo 6 — Principios de Pilas de Combustible PEM para Transporte**
6.6 Introducción a las Pilas de Combustible PEM: Funcionamiento y Conceptos Básicos
6.2 Termodinámica y Electroquímica de las Pilas de Combustible PEM
6.3 Materiales Clave en Pilas de Combustible PEM: Membranas, Electrodos y Catalizadores
6.4 Diseño y Arquitectura del Stack: Celdas individuales y configuración en serie/paralelo
6.5 Principios de Humidificación: Importancia y métodos para el transporte
6.6 Sistemas de Control: Fundamentos para la operación y eficiencia de las pilas de combustible
6.7 Balance de Planta (BOP) en Pilas de Combustible PEM: Componentes y funciones esenciales
6.8 Aplicaciones de las Pilas de Combustible PEM en el Transporte: Vehículos, buses, trenes, etc.
6.9 Ventajas y Desafíos de las Pilas de Combustible PEM en el Transporte
6.60 Perspectivas Futuras y Tendencias del Mercado de Pilas de Combustible PEM
**Módulo 7 — Introducción a Pilas PEM y su Diseño**
7. 7 Conceptos Fundamentales: Principios de funcionamiento de las Pilas de Combustible PEM.
2. 2 Componentes Clave: Estructura y materiales de las pilas PEM (membranas, electrodos, etc.)
3. 3 Termodinámica y Electroquímica: Reacciones, eficiencia y potencial de las celdas.
4. 4 Diseño de Celdas: Consideraciones para la selección de materiales y configuración.
7. 7 Stack Design: Configuración y optimización del Stack.
6. 6 Parámetros de Rendimiento: Densidad de potencia, eficiencia y durabilidad.
7. 7 Diseño de sistemas para humidificación.
8. 8 Aplicaciones de Transporte: Introducción a las aplicaciones en el sector.
9. 9 Estándares y regulaciones en el sector.
70. 70 Simulación y modelado básico de celdas PEM.
**Módulo 8 — Introducción y Termodinámica PEM**
8. 8.8 Principios Fundamentales de las Pilas de Combustible PEM
8. 8.8 Componentes Clave de una Pila de Combustible PEM (Stack)
3. 8.3 Reacciones Electroquímicas en la Pila de Combustible PEM
4. 8.4 Termodinámica de las Pilas de Combustible PEM
5. 8.5 Eficiencia Energética y Potencial de Nernst
6. 8.6 Factores que Afectan el Rendimiento de las Pilas de Combustible PEM
7. 8.7 Aplicaciones de las Pilas de Combustible PEM en el Transporte
8. 8.8 Ventajas y Desafíos de las Pilas de Combustible PEM
8. 8.8 Introducción a los Sistemas de Humidificación y Control Térmico
80. 8.80 Visión General del Balance de Planta en Sistemas PEM
**Módulo 9 — Introducción a las Pilas PEM y sus Componentes**
9.9 Fundamentos de las Pilas de Combustible PEM: Principios y Aplicaciones
9.9 Arquitectura y Componentes Principales: Membrana, Electrodos, Canales
9.3 Materiales Clave en Pilas PEM: Selección y Propiedades
9.4 Funcionamiento Electroquímico: Reacciones, Potencial y Corriente
9.5 Parámetros de Rendimiento: Eficiencia, Potencia y Densidad Energética
9.6 Diseño del Stack: Configuración y Dimensionamiento
9.7 Sistemas de Suministro de Combustible y Oxidante: Hidrógeno y Oxígeno
9.8 Sistemas de Humidificación: Importancia y Métodos
9.9 Balance de Planta (BOP): Componentes Auxiliares y Funciones
9.90 Tendencias y Desafíos en el Desarrollo de Pilas PEM
**Módulo 1 — Introducción y fundamentos de las PEM para transporte**
1. 1 Introducción a las Pilas de Combustible de Membrana de Intercambio de Protones (PEM) para el Transporte
2. 2 Principios electroquímicos fundamentales de las PEM
3. 3 Componentes clave de una pila de combustible PEM: membrana, electrodos, catalizadores, placas bipolares
4. 4 Ventajas y desventajas de las PEM para aplicaciones de transporte
5. 5 Tipos de aplicaciones de transporte con PEM: vehículos terrestres, marítimos y aéreos
6. 6 Comparación de las PEM con otras tecnologías de propulsión: baterías, motores de combustión interna
7. 7 El hidrógeno como combustible: producción, almacenamiento y distribución
8. 8 Impacto ambiental de las PEM y el hidrógeno: emisiones y sostenibilidad
9. 9 Consideraciones de seguridad en el diseño y operación de sistemas PEM
10. 10 Visión general del panorama actual de la industria de las PEM para el transporte: tendencias y perspectivas futuras
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