Für die Marktchancen von Brennstoffzellenfahrzeugen ist der Kaltstart von großer Bedeutung. Eine Versuchsanlage zur Prüfung der Kaltstartfähigkeit von PEM-Brennstoffzellen wurde von den Autoren entwickelt und ausführlich beschrieben. Mit ihr konnten Temperaturverteilung und Stromdichteverteilung gleichzeitig gemessen werden. Die Brennstoffzelle befand sich in einer Klimakammer und war mit je 16 über die quadratische Fläche verteilten Sensoren für Temperatur und elektrische Spannung versehen, wobei sich die Temperaturfühler im Kathodenströmungsfeld und die Resistoren in der Anode befanden. Für die kontrollierte Zufuhr von Gasen und destilliertem Wasser war die Brennstoffzelle an eine Teststation FCAT S-800 angeschlossen. Man ging von einem gelungenen Kaltstart bei minus 5 Grad C Umgebungstemperatur und einem misslungenen Kaltstart bei minus 10 Grad C aus. Beim Kaltstart befindet sich die höchste Stromdichte anfangs am Eingangsbereich des Strömungskanals, von wo sie langsam in den Ausgangsbereich wandert. Fast die Hälfte des Stroms wird im Eingangsbereich produziert, während der mittlere Bereich die höchste Dauerhaftigkeit aufweist. Auch die stärkste Wärmeentwicklung wandert vom Eingangbereich zur Mitte hin. Kennzeichnend für einen gelungenen Kaltstart ist, dass diese Wärme ausreicht, um die Ansammlung von Eis und flüssigem Wasser zu vermeiden. Für die Schätzung der Dauer einer vollständigen Durchströmung und Kondenswasserbeseitigung wurde eine mathematische Formel entwickelt, in die folgende Parameter als relevant aufgenommen wurden: Wassergehalt in der Membran und in den Ionomeren von Anode und Kathode (Katalysatorschicht), jedoch lediglich Dampfkonzentration in den Poren von Anode und Kathode (Katalysatorschicht), in den Poren von Anode und Kathode (Gasdiffusionsschicht) sowie in den Strömungskanälen von Anode und Kathode.


    Access

    Access via TIB

    Check availability in my library

    Order at Subito €


    Export, share and cite



    Title :

    Simultaneous measurement of current and temperature distributions in a proton exchange membrane fuel cell during cold start processes


    Additional title:

    Gleichzeitige Messung von Stromdichteverteilung und Temperaturverteilung in einer PEM-Brennstoffzelle beim Kaltstart


    Contributors:

    Published in:

    Electrochimica Acta ; 56 , 8 ; 2967-2982


    Publication date :

    2011


    Size :

    16 Seiten, 16 Bilder, 4 Tabellen, 44 Quellen




    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    English






    Maximum power cold start mode of proton exchange membrane fuel cell

    Du, Qing / Jia, Bin / Luo, Yueqi et al. | Tema Archive | 2014


    Investigation on Cold Start for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Stack

    Fu, Jiaxing / Xu, Sichuan / Liu, Xingyu | SAE Technical Papers | 2021


    Investigation on Cold Start for Proton Exchange Membrane Fuel Cell Stack

    Fu, Jiaxing / Liu, Xingyu / Xu, Sichuan | British Library Conference Proceedings | 2021