Thermodynamische Modellierung der Energieumwandlung in PEM-Brennstoffzellen

Studienarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Energietechnik, Note: 1,0, Technische Universitt 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 groe Anzahl der zugnglichen Verffentlichungen 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 ungengender bertragbarkeit auf andere Systeme aus.
Mit der Aufgabenstellung fr 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 mglichst transparente Beschreibung der Berechnungsgrundlagen fr PEM-Brennstoffzellen zu erhalten.
Nach einigen einfhrenden Erluterungen 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 fr den PEM-Brennstoffzellenstack entwickelt. Mit der anschlieenden Ermittlung des Einflusses variabler Prozessparameter auf die freiwerdende Reaktionsarbeit bei reversiblem Reaktionsgeschehen in Kapitel 4 und mit der Abschtzung der irreversiblen Verluste des realen Brennstoffzellenprozesses in Kapitel 5 wird die Ermittlung energetischer Bewertungs- und Vergleichskennziffern fr den PEM-Brennstoffzellenstack im 6. Kapitel ermglicht.
Um den Einfluss einer Betrachtung der Modellstoffe ideales Gas bzw. inkompressible Flssigkeit auf die Simulationsergebnisse zu ermitteln, wurden im Rahmen