Verbundvorhaben SoHMuSDaSS: State-of-Health-Modellierung und Simulation, sowie Diagnose an Brennstoffzellen, -stapeln und Systemen; Teilprojekt: Alterungseffekte an automobilen Einzelzellen und Kurzstacks
Zeitraum
2015-08-01 – 2018-12-31
Bewilligte Summe
710.633,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6057C
Leistungsplansystematik
Brennstoffzelle - PEMFC [EA2251]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Ziel des Projekts ist die weitere Verbesserung des Verständnisses von Alterungsvorgängen bzw. der State-of-Health-Bestimmung und Lebensdauerabschätzung von PEM-Brennstoffzellen. Das Projekt gliedert sich in drei Aufgabengebiete: A) Konditionierung eines reproduzierbaren Ausgangszustand; B) Diagnose des Alterungszustand; C) State-of-Health (SoH)-Modellierung und Vorhersage der Lebensdauer. Die einzelnen Projektpartner focusieren auf Brennstoffzellen für unterschiedliche Anwendungen in unterschiedlichen Leistungsbereichen. Der Focus des ZSW liegt auf den Untersuchungen an einem automobiltauglichen Konzept innerhalb der oben genannten Aufgabengebiete. Die ausführliche Darstellung des Vorhabens erfolgt in der gemeinsamen Vorhabensbeschreibung. Die Arbeitsplanung beinhaltet Arbeiten auf den drei Aufgabengebieten (Konditionierung; Diagnose und SoH-Modellierung). Am ZSW werden dafür benötigte Daten mit einem automobiltauglichen Stackkonzept generiert. Die Versuche sollen mit Ein- und Fünfzellern und abschließend mit einem 20-Zeller durchgeführt werden. Während der Versuche wird das Leistungsverhalten und der SoH der Einzelzellen und Stacks mithilfe einer Stromdichtemessplatine, Cyclischer Voltametrie (CV), sowie Elektro Impedanzspektroskopie untersucht. Daraus ergeben sich für den SoH relevante Parameter, wie die Stromdichteverteilung und die aktive Katalysatoroberfläche. Die Alterung der Komponente GDL wird separat auch in ex-situ Tests und durch künstliche Alterung untersucht und weitere alterungsrelevante Parameter generiert. Mit diesen Parametern (für Elektrode und GDL) werden dann parallel CFD-Simulationen durchgeführt, um das erwartete Alterungsverhalten zu bestimmen und dieses anhand der expermentell ermittelten Leistungsdaten, z.B. dem Spannungsniveau und der Stromdichteverteilung zu validieren. Die ausführliche Darstellung der Arbeitsplanung erfolgt ebenfalls in der gemeinsamen Vorhabensbeschreibung.
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