Thermodynamische Modellierung der Energieumwandlung in PEM-Brennstoffzellen

{"ID":4054909,"post_title":"Thermodynamische Modellierung der Energieumwandlung in PEM-Brennstoffzellen","title":"Thermodynamische Modellierung der Energieumwandlung in PEM-Brennstoffzellen","post_content":"Studienarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Energietechnik, Note: 1,0, Technische Universit\u00e4t 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 zug\u00e4nglichen Ver\u00f6ffentlichungen 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 ungen\u00fcgender \u00dcbertragbarkeit auf andere Systeme aus. Mit der Aufgabenstellung f\u00fcr 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 m\u00f6glichst transparente Beschreibung der Berechnungsgrundlagen f\u00fcr PEM-Brennstoffzellen zu erhalten. Nach einigen einf\u00fchrenden Erl\u00e4uterungen 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 f\u00fcr 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 Absch\u00e4tzung der irreversiblen Verluste des realen Brennstoffzellenprozesses in Kapitel 5 wird die Ermittlung energetischer Bewertungs- und Vergleichskennziffern f\u00fcr den PEM-Brennstoffzellenstack im 6. Kapitel erm\u00f6glicht. Um den Einfluss einer Betrachtung der Modellstoffe ideales Gas bzw. inkompressible Fl\u00fcssigkeit auf die Simulationsergebnisse zu ermitteln, wurden im Rahmen der durchgef\u00fchrten Berechnungen verschiedene N\u00e4herungsgleichungen f\u00fcr das Zustandsverhalten realer Fluide verwendet, die im Anhang der Arbeit zusammenfassend erl\u00e4utert werden. Die Festlegung der Definitionsbereiche f\u00fcr die grafische Darstellung der Berechnungsergebnisse, durch welche in einige F\u00e4llen die Entwicklung zusammengesetzter Funktionen mit der Abbildung in mehreren Diagrammen erforderlich wurde, erfolgte unter Ber\u00fccksichtigung der Betriebsparameter von ausgef\u00fchrten PEM-Brennstoffzellenanlagen. Mit der Erweiterung einzelner Variablenbereiche \u00fcber die derzeit technisch realisierbaren Werte hinaus sollen die mit weiteren Entwicklungsfortschritten im Bereich der PEM-Technologie erreichbaren Effekte angedeutet werden. Die Ergebnisse der durchgef\u00fchrten Untersuchungen bzw. Berechnungen sind in Form von Diagrammen und Tabellen wiedergegeben. Der verwendete Formelapparat wird ausf\u00fchrlich erl\u00e4utert und kann in eigene Computer-gest\u00fctzte Berechnungsverfahren \u00fcbertragen werden. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: Vorworti Inhaltsverzeichnisiii Verzeichnis der verwendeten Symbole und Formelzeichenv 1.Einf\u00fchrung und Beschreibung der Referenzanlage1 2.Stoffmengenbilanz und Umsatzberechnung5 2.1Bilanzierungsgrenzen6 2.2Kennzeichnung der Stoffumwandlungs- und -transportprozesse7 2.3Umsatzberechnung9 3.Energetische Bilanzierung15 3.1Energiestrombilanz nach dem 1. Hauptsatz15 3.2Entropiestrombilanz nach dem 2. Hauptsatz17 3.3W\u00e4rmeauskopplung im Brennstoffzellenstack19 4.Ermittlung der Einfl\u00fcsse variabler Prozessparameter25 4.1Druck und Temperatur25 4.2Brennstoffzusammensetzung32 4.3Wasserstoff-Nutzungsgrad und Sauerstoff-\u00dcberschuss37 5.Absch\u00e4tzung der irreversiblen Verluste45 5.1Aktivierungsverluste48 5.2Konzentrationsverluste52 5.3Ohmsche Verluste55 5.4Lastabh\u00e4n...","image":"https:\/\/c5-static.dodax.com\/de-ch\/dp\/2DRRT4E7N0C-cc42c03d8d-175-175-1","url":"https:\/\/www.vergleiche.ch\/unterhaltung\/product\/thermodynamische-modellierung-der-energieumwandlung-in-pem-brennstoffzellen\/","min_price":0,"low_price_merchant_id":0,"deeplink":"","ean":9783838659893,"brand":"undefined"}