Für die chemische Umsetzung des Wasserstoffs im Fahrzeug muss der Brennstoffzelle zusätzlich Luftsauerstoff durch einen Verdichter oder ein Gebläse bereitgestellt werden. Da die Versorgung mit Luft der größte Nebenverbraucher in einem Brennstoffzellenfahrzeug darstellt, ist eine möglichst rationelle Bereitstellung anzustreben. Hierbei ergeben sich Parallelen zum Verbrennungsmotorenbereich. Im Rahmen der Entwicklungen von Brennstoffzellen für den Fahrzeugantrieb treten alleine schon von der Bauraumseite, analog zum Verbrennungsmotor, für die Luftversorgungseinheiten noch schärfere Randbedingungen in Erscheinung, die den hochdrehenden Abgasturbolader interessant machen. Da das akustische Verhalten der Brennstoffzellen-Fahrzeuge von den Nebenaggregaten und den Luftversorgungseinheiten dominiert wird, zeigen sich hier die günstigen Eigenschaften von der Geräuschseite der quasi stationär durchströmten Turbomaschinen. Obwohl die betrachteten 'kalten Brennstoffzellen' gegenüber den Verbrennungsmotoren relativ geringe Abgastemperaturen aufweisen, lässt sich analog zum Abgasturbolader eine Expansionsturbine auf der gleichen Welle des Verdichters platzieren, die ca. 1/3 der für die Luftversorgung aufzuwendenden Verdichterleistung zurückgewinnen kann. Zweidrittel der Verdichterleistung wird über den auf der Welle zusätzlich vorgesehenen hochdrehenden, elektrischen Motor zugeführt, der vorteilhaft zwischen Verdichter- und Turbinenrad angeordnet wird. Der Systemvergleich von Brennstoffzelle und Verbrennungsmotor offenbart das strömungspassive Verhalten der Zelle gegenüber der ladungswechselaktiven Eigenschaft des Verbrennungsmotors. Es ist noch offen, ob die Ladungswechselvarianz, die für den Verbrennungsmotor sehr viele positive Optionen in Verbindung mit der Emissions- und Verbrauchsbeeinflussung erbringt, auch für die Brennstoffzelle Vorteile von dieser Bedeutung ergeben werden. Daher lässt es sich nicht voraussagen, ob die Analogie zum ladungswechselvarianten Aufladesystem des turboaufgeladenen Verbrennungsmotors auch zu einem optimalen Aufladesystem der Brennstoffzelle führen wird und Rückwirkungen auf den Verbrennungsmotor verursacht.


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    Titel :

    Brennstoffzellen: Aufladesystem und -komponenten - Analogien zum turboaufgeladenen Verbrennungsmotor?


    Beteiligte:
    Bader, Michael (Autor:in) / Docter, Andreas (Autor:in) / Löffler, Paul (Autor:in) / Stute, Manfred (Autor:in) / Sumser, Siegfried (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2007


    Format / Umfang :

    23 Seiten, 17 Bilder, 1 Tabelle, 12 Quellen


    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch





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