Wieder ein Stückchen weiter in der Forschung mit Brennstoffzellen

Nach wie vor glaubt man an die Brennstoffzelle als Energiequelle für Autos. Doch bis es so weit ist, das es alltagstauglich ist, muss man noch so einiges verbessern. Dazu gehören ein flächendeckendes Tankstellennetz, eine Verringerung der Kosten und eine Verlängerung der Lebensdauer auf mehr als 5.000 Stunden. Und genau mit dieser Lebensdauer hat sich nun Konstantin Jonas in seiner Doktorarbeit am Institut für Energietechnik der TU Dresden beschäftigt.

Konstantin Jonas, Maschinenbauingenieur, hat eine Methode entwickelt, wie Alterungsprozesse der Zellen während eines Praxistests mit einer kleinen Fahrzeugflotte ausgewertet werden können. Von dieser Arbeit war Volkswagen sofort begeistert. Jetzt nutzt der Automobilhersteller VW diese Entwicklung für die Analyse der eigenen Brennstoffzellen-Fahrzeugflotte.

Im normal Fall muss man über einen längeren Zeitraum die Messdaten aufnehmen, um feststellen zu können was der Altersprozess der Zellen so schnell altert und wie verschiedene Betriebsstrategien die Degradation beeinflussen. Doch Jonas schlug einen anderen Weg ein. Für seine Arbeit konzentrierte er sich auf Daten, die bei früheren Tests mit Kleinflotten von Brennstoffzellenbussen aufgenommen worden waren. Für diese Daten entwickelte er eine Methodik, wie sie hinsichtlich der Alterung der Brennstoffzellen ausgewertet werden können. Auch eine on-board-Auswertung bei zukünftigen Testfahrten ist mit dieser Methode möglich. Der Grund dafür ist, dass sie sich auf ein komplexes mathematisch- physikalisches Modell einer Brennstoffzelle mit ihren verschiedenen Komponenten Membran, Elektrokatalysatoren und der Gasdiffusionsschicht stützt.

Eine eigens dafür programmierte Optimierungsroutine gleicht die Alterungsparameter des Modells mit den vorhandenen Messdaten ab. So kann man an den einzelnen Parameter den Alterungsfortschritt bestimmen und auch feststellen, welche Komponenten Schuld sind, dass die Brennstoffzellen so schnell altern.

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