Übersicht
Ziel des Vorhabens HZwo:ShortStack ist es zu untersuchen, wie sich verschiedenartig strukturierte Flussfelder einer metallischen Bipolarplatte auf die Leistungseffizienz eines Brennstoffzellen-Shortstacks auswirken. Anhand optimierter Flussfeldgeometrien und Bauteilkomponenten können so Rückschlüsse auf geeignete Einsatzbereiche der Brennstoffzelle abgeleitet werden um eine entsprechende Bewertungsempfehlung, für neue Forschungsansätze und vereinfachte Simulationsmodelle von Brennstoffzellen, zu formulieren.
Ein Teilziel ist es anhand des Innenhochdruckumformverfahrens verschiedene Flussfeldtypen auf metallischen Bipolarplatten ohne teure Einzelwerkzeuge umzusetzen. Unter dem Gesichtspunkt der Kosten- und Zeitersparnis wird ein variables Werkzeug entwickelt, welches die zu fertigende Grundgeometrie der Bipolarplatte beibehält und durch einen integrierten Wechseleinsatz eine Vielzahl repräsentativer Flussfeldtypen erzeugen kann.
Als Grundlage erfolgt die Entwicklung einer Prüfumgebung, welche neben den mechanischen auch die thermodynamischen, elektrischen und thermischen Leistungskenngrößen einer Brennstoffzelle erfasst. Daraus abgeleitete Rückschlüsse, wie zum Beispiel die homogene Verteilung der Wirkmedien, der Einfluss der Stackvorspannung und der gezielte Abtransport von Reaktionswasser aus dem Brennstoffzellenstack dienen der Bewertung unterschiedlicher Einflussparameter auf die Zellperformance und dienen zukünftig als Grundlage für die Entwicklung von Bipolarplatten und Zellstrukturen.
Motivation:
- Einfluss der Flussfeldgeometrien unter reproduzierbaren und definierten Lastpunkten der Brennstoffzelle abbilden (Simulationsumfang verringern)
- Entwicklung von Bipolarplatten kostengünstiger und effektiver gestalten
Ziele:
- Entwicklung einer Prüfumgebung zur Validierung des simulatorisch generierten Leistungsprofils unterschiedlicher Flussfeldgeometrien von IHU – Bipolarplatten in einem variablen Shortstack-Brennstoffzellensystem
- Gesamtheitliche Simulation und Bewertung unterschiedlicher Flussfeldgeometrien anhand definierter Einflussparameter
- Entwicklung und Umsetzung eines Versuchswerkzeugs zur prozessoptimierten Herstellung variabler Flussfeldgeometrien metallischer Bipolarplatten
Partner: –
Laufzeit: 01.10.2022 bis 31.12.2024
Förderung und Projektträger: INNO-KOM, BMWK
Ansprechpartner. j.heinrich@icm-chemnitz.de
Schema:
