Zentrum für
BrennstoffzellenTechnik
ZBT GmbH

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Dr.-Ing. Peter Beckhaus

Abteilungsleiter der Abteilung Brennstoffzellen- und Systemtechnik

Tel.: +49-203-7598-3020
p.beckhaus(at)zbt-duisburg.de

Temperaturverteilung

Optimierung der Wärmeverteilung in der Brennstoffzelle

Beim Betrieb von Brennstoffzellen treten Verluste durch das Aktivierungspotential und durch ohmsche Spannungsverluste auf, welche als Abwärme anfallen. Im Betrieb liegt der Wirkungsgrad von PEM-Brennstoffzellen typischerweise im Bereich von 50%. Die Brennstoffzelle produziert also genauso viel Wärme wie elektrische Energie. Diese Abwärme muss aus dem Brennstoffzellenstack abgeleitet werden. Gleichzeitig soll eine möglichst homogene Temperatur in der Zelle gewährleistet werden, um den Betrieb im optimalen Betriebspunkt zu ermöglichen. Temperaturgradienten führen zu lokal unterschiedlichen Reaktionsraten, Hotspots und thermischen Spannungen, welche zu einer Schädigung der Brennstoffzelle führen können.

Mit Hilfe der Strömungssimulation (CFD) werden Kühlkanäle einer wassergekühlten Niedertemperatur-Brennstoffzelle ausgelegt.

Auslegung der Kühlkanäle

Auslegung der Kühlkanäle einer wassergekühlten Niedertemperatur-Brennstoffzelle
Auslegung der Kühlkanäle einer wassergekühlten Niedertemperatur-Brennstoffzelle
Auslegung der Kühlluftkanäle einer Niedertemperatur-Brennstoffzelle mit metallischen Bipolarplatten
Auslegung der Kühlluftkanäle einer Niedertemperatur-Brennstoffzelle mit metallischen Bipolarplatten

Eingesetzte FEM Softwarepakete am ZBT

Letzte Änderung:  01.08.2016