Die zentralen Bestandteile dieses Projektes sind numerische Modelle der jeweils zu optimierenden Stacks. Mit Hilfe dieser Modelle kann das Betriebsverhalten eines Brennstoffzellenstacks unter Berücksichtigung unterschiedlicher Betriebsparameter, insbesondere aber unter unterschiedlichen Anpressdrücken simuliert werden. Anhand dieser Berechnungen können detaillierte Aussagen über die relevanten Medienströme und der elektrochemischen Prozesse gemacht werden. Die Realitätsnähe dieser Modelle konnte durch Messungen an realen Brennstoffzellenstacks unter Beweis gestellt werden.
Gemäß des Leitfadens werden Simulationen der zu optimierenden PEMBZ Stacks bei systematisch variierenden Anpresskräften durchgeführt. Aus den, innerhalb kürzester Zeit generierten Datensätzen kann die optimale Anpresskraft mit vergleichsweise geringem Aufwand ermittelt werden.
Die Modelle können an beliebige PEMBZ Stacks angepasst werden, so dass der erarbeitete Leitfaden universell einsetzbar ist. Für weitere Auskünfte zu diesem Leitfaden stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.
- Abteilung Elektrochemie und Schichttechnik
- Abteilung Brennstoffzellen- und Systemtechnik
- ITA der RWTH Aachen
- Projektinformationen bei der Mitgliedsvereinigung IUTA
Die Arbeiten wurden gemeinsam von den Abteilungen Elektrochemie und Schichttechnik sowie Brennstoffzellen- und Systemtechnik am ZBT durchgeführt:
- Die Arbeitsschwerpunkte der Abteilung Elektrochemie und Schichttechnik umfassen die elektrochemische Analytik der Vorgänge in Brennstoffzellen und die physikalische und elektrochemische Charakterisierung von Brennstoffzellenkomponenten.Ein Ziel ist die Aufklärung und Optimierung der Elektrodenprozesse und die Identifizierung membranschädigender Nebenreaktionen, wie z. B. die Bildung von Wasserstoffperoxid und somit die Optimierung der Energie liefernden Prozesse bei Vermeidung von Alterung und Degradation von Komponenten.
- Innerhalb der Abteilung Brennstoffzellen- und Systemtechnik ist die Arbeitsgruppe Stackentwicklung für die Entwicklung von Brennstoffzellenstapeln und der hierin einzusetzenden mechanisch relevanten Komponenten (Bipolarplatte, Dichtung) zuständig. Komponenten und Stapel werden konstruktiv unter Nutzung aktueller CAE-Tools entwickelt sowie im prototypischen Maßstab u.a. im Spritzgießen, Fräsen, Dispensen oder Siebdrucken hergestellt. Die Erfahrungen aus dem Bereich der Brennstoffzellenstapeln werden ebenso für Elektrolysestacks und innovative Batterietechniken wie zum Beispiel die Redox-Flow-Batterie angewendet.
