Thermodynamische Modellierung der Energieumwandlung in PEM-Brennstoffzellen

ISBN-13: 9783838659893 / Niemiecki / Miękka / 2002 / 100 str.

Thomas Pfeifer

Opis

Studienarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Energietechnik, Note: 1,0, Technische Universitat Dresden (Maschinenwesen), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe: Einleitung: Die Simulation des Betriebsverhaltens von PEM-Brennstoffzellen beruht in der Regel auf den Betrachtungs- und Untersuchungsmethoden der Elektrochemie, einem Teilgebiet der physikalischen Chemie. Eine grosse Anzahl der zuganglichen Veroffentlichungen zu Fragen der Brennstoffzellentechnologie zeichnet sich zum einen durch einen sehr hohen Abstraktionsgrad und die weitreichende Idealisierung des stattfindenden Prozesses bzw. zum anderen durch eine sehr spezialisierte mikroskopische Betrachtungsweise mit ungenugender Ubertragbarkeit auf andere Systeme aus. Mit der Aufgabenstellung fur die Studienarbeit war die Erwartung verbunden, den Energieumwandlungsprozess in PEM-Brennstoffzellen mit Hilfe der Bilanzierungsvorschriften und Berechnungsmethoden der Energietechnik unter Anwendung von Grundgesetzen der Thermodynamik nachzubilden und damit eine moglichst transparente Beschreibung der Berechnungsgrundlagen fur PEM-Brennstoffzellen zu erhalten. Nach einigen einfuhrenden Erlauterungen zu der bei den Untersuchungen zugrunde gelegten Referenzanlage wird im 2. und 3. Kapitel die Stoffmengenbilanz und Umsatzberechnung sowie die Energiebilanz nach dem Ersten und Zweiten Hauptsatz der Thermodynamik fur den PEM-Brennstoffzellenstack entwickelt. Mit der anschliessenden Ermittlung des Einflusses variabler Prozessparameter auf die freiwerdende Reaktionsarbeit bei reversiblem Reaktionsgeschehen in Kapitel 4 und mit der Abschatzung der irreversiblen Verluste des realen Brennstoffzellenprozesses in Kapitel 5 wird die Ermittlung energetischer Bewertungs- und Vergleichskennziffern fur den PEM-Brennstoffzellenstack im 6. Kapitel ermoglicht. Um den Einfluss einer Betrachtung der Modellstoffe ideales Gas bzw. inkompressible Flussigkeit auf die Simulationsergebnisse zu ermitteln, wurden im Ra