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Mit Hilfe von Brennstoffzellensystemen kann der Flexibilisierungsgrad und die Versorgungssicherheit eines auf erneuerbaren Energien basierenden Energiesystems zuk\u00fcnftig erh\u00f6ht werden. Die Brennstoffzelle wandelt die in Wasserstoff gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie und W\u00e4rme um:<\/p>\n
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Der Schwachpunkt heutiger Brennstoffzellen- und Elektrolysesysteme, insbesondere in Bezug auf die sogenannte Sektorenkopplung, ist dabei die nicht beeinflussbare Reaktionsgeschwindigkeit aufgrund des nicht beeinflussbaren Membranverhaltens. Deshalb reagieren die Brennstoffzellen mit einer begrenzten Dynamik auf schnelle Last\u00e4nderungen. Insbesondere f\u00fcr mobile Anwendungen werden dar\u00fcber hinaus h\u00f6here Leistungsdichten angestrebt. Aus diesem Grund wird an der Professur f\u00fcr Elektrische Energiesysteme der Helmut-Schmidt-Universit\u00e4t an neuen L\u00f6sungsans\u00e4tzen zur internen Steuerung von Brennstoffzellensystemen gearbeitet. Hauptaugenmerk ist hierbei die Erforschung der gezielten Beeinflussung des Transportprozesses in der Membran durch elektrische Felder. Durch die interne Steuerbarkeit soll die Dynamik dieser Systeme und damit vor allem die Reaktion auf Lastspr\u00fcnge optimiert werden.<\/p>\n
Ziel dieses Teilprojektes ist die Modifizierung und Verbesserung des station\u00e4ren und dynamischen Betriebsverhaltens von PEM-Brennstoffzellen. Dies wird durch die Entwicklung einer elektrisch steuerbaren Membraneinheit f\u00fcr Brennstoffzellen realisiert. Konkrete Ziele umfassen:<\/p>\n
Zur Bearbeitung des Projekts werden in einem ersten Schritt die neuartigen Membraneinheiten mit elektrischem Steuergitter (EFM, Electric Field Modifier) sowohl als physikalisches Modell in der Software COMSOL Multiphysics\u00ae umgesetzt und analysiert, als auch als Einzelzellen-Laborprototypen aufgebaut und getestet. F\u00fcr die Charakterisierung von Brennstoffzellen steht die Ausr\u00fcstung des Brennstoffzellenlabors<\/a> der Professur zur Verf\u00fcgung.<\/p>\n Die Simulationsergebnisse und die Charakterisierungsergebnisse der Prototypen dienen als gegenseitige Optimierungsgrundlage f\u00fcr die elektrisch steuerbaren Membraneinheiten. Anschlie\u00dfend werden in einem zweiten Schritt Dynamik- und Lebensdauertests mit den optimierten Prototypen durchgef\u00fchrt. Am Ende dieses Teilprojekts soll ein Brennstoffzellen-Stack mit neuartiger, elektrisch steuerbarer Membraneinheit realisiert werden.<\/p>\n Friedrich, J.<\/em> Schumann, M.; Grumm, F.; Friedrich, J.; Schulz, D.<\/em> Schumann, M.; Grumm, F.; Friedrich, J.; Schulz, D.<\/em> Friedrich, J.; Schumann, M.; Schulz, D.<\/em>Publikationen<\/strong><\/h2>\n
\nEstimation of the Influence of Novel Control Lattices within Fuel Cell Membranes using a 2D Steady-State Model
\nVortrag auf dem Electrochemistry Workshop an der Helmut-Schmidt-Universit\u00e4t \/ Universit\u00e4t der Bundeswehr Hamburg,
\n12. – 14. November 2018, Hamburg, Germany<\/p>\n
\nTransient PEM Fuel Cell Control by an Electric Field Modifier<\/a>
\n2nd European Conference on Electrical Engineering and Computer Science (EECS 2018), Bern, Switzerland, 20-22 December 2018<\/p>\n
\nElectric Field Modifier Design and Implementation for Transient PEM Fuel Cell Control<\/a>
\nWSEAS TRANSACTIONS on CIRCUITS and SYSTEMS, vol. 18, pp. 55-62, 2019, ISSN (Online): 2224-266X<\/p>\n
\nEffects, Position and Density of Novel Control Lattices for PEM Fuel Cells
\n7th Eur. Conf. Ren. Energy Sys. 10-12 June 2019, Madrid, Spain<\/p>\n
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