Zunächst wird die Funktionsweise einer automobilen Brennstoffzelle und ihrer einzelnen Komponenten erläutert, danach wird das umfassende Brennstoffzellenmodell COPEM eingeführt. Im weiteren Verlauf des Beitrags wird schließlich gezeigt, wie im Rahmen des EU-Projekts PEMICAN mit Hilfe von COPEM Designvorschläge für Brennstoffzellen erarbeitet wurden, welche das als Katalysatormaterial verbaute Platin möglichst effizient nutzen und dadurch mit möglichst geringen Mengen dieses extrem teuren Materials arbeiten können. Hierzu wurde die in der Brennstoffzelle ablaufende elektrochemische Reaktion in einzelne Teilschritte untergliedert und der für die Leistung der Zelle entscheidende Schritt genau untersucht. Erkenntnisse zur Ausnutzung des vorhandenen Platins und den für die Platinausnutzung relevanten Eigenschaften des Zellmaterials konnten aus dieser Untersuchung direkt abgeleitet werden.
First the functionality of an automotive fuel cell and its individual components is explained, and then the Comprehensive Fuel Cell Model (COPEM) is introduced. After this it is shown how design recommendations for fuel cells were established for the EU-funded project PEMICAN using COPEM. These recommendations were aimed at maximum utilization of the platinum which is used in fuel cells as a catalytic converter, such that the amount that is needed of this extremely expensive material is minimized. For this purpose the electrochemical reaction taking place in the fuel cell was split up into its single steps and the step that determines cell performance was investigated in detail. Conclusions concerning platinum utilization and the properties of the cell materials that govern platinum utilization can be drawn directly from this investigation.
Simulationsbasierte Designempfehlungen für automobile Brennstoffzellen
Simulation based design recommendations for automotive fuel cells
2014
13 Seiten, Bilder, Tabellen, 8 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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