Verschiedene Problematiken, die mit der heutigen Energieversorgung und Mobilität einhergehen, motivieren die Erforschung von Alternativen. Der Einsatz von Brennstoffzellen wird in bestimmten Bereichen dazu beitragen, den Energieverbrauch zu senken und durch die Einsatzmöglichkeit mit verschiedenen Kraftstoffen die Abhängigkeit vom Erdöl zu reduzieren. Ziel dieser Untersuchung ist die optimierte Auslegung, Konstruktion und Betriebsweise von Luftversorgungseinheiten für PEFC-Brennstoffzellensysteme in Fahrzeugantrieben. Geeignete Aufladesysteme werden ausgewählt und untersucht, sowie die Interaktion der Luftversorgung mit dem Gesamtsystem erforscht. Zur Wirkungsgradsteigerung wird die Einsatzmöglichkeit von mechanischen Expansionsmaschinen betrachtet, die durch Entspannung der Kathodenabgase Druckenergie zurückgewinnen. Weiterhin wird der Einfluss verschiedener Befeuchtungskonzepte auf den Betrieb des Brennstoffzellensystems betrachtet. Durch Anwendung numerischer Methoden der Systemsimulation werden die verschiedenen Systeme detailliert untersucht und Optimierungskriterien erarbeitet. Es ergeben sich wirkungsgradoptimale Ladedrücke von ca. 2 bar(absolut), je nach Befeuchtungskonzept und Abhängigkeit der Brennstoffzelle von der Befeuchtung. Durch Energierückgewinnung mit einem Expander sind Steigerungen des Systemwirkungsgrades von 3-5 %-Punkten möglich.
Optimierung von Luftversorgungseinheiten für Brennstoffzellensysteme in Fahrzeugantrieben
2006
18 Seiten, 11 Bilder, 4 Tabellen, 17 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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