Entwicklung eines flüssigkeitsgekühlten Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellenstapels mit einer Leistung von 6,5 kW:
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2003
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 6, Energietechnik, Wärmetechnik ; 494 |
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INHALTSVERZEICHNIS
KURZFASSUNG
VIII
ABSTRACT
IX
1.
EINLEITUNG
UND
UEBERSICHT
1
1.1
MOTIVATION
1
1.2
PROBLEMSTELLUNG
2
1.3
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
2
1.4
STAND
DER
TECHNIK
4
1.4.1
DIE
BRENNSTOFFZELLENTYPEN
5
1.4.2
DIE
BIPOLARPLATTE
9
1.4.3
STAND
DER
TECHNIK
IN
DER
INDUSTRIE
10
1.4.4
STAND
DER
TECHNIK
AM
PSI
12
1.5
ZIEL
DER
ARBEIT
12
2.
GRUNDLAGEN
13
2.1
FUNKTIONSWEISE
DER
PEM-BRENNSTOFFZELLE
13
2.2
WASSERMANAGEMENT
DER
PEM-BRENNSTOFFZELLE
14
2.3
AUFBAU
EINES
PEM-BRENNSTOFFZELLENSTAPELS
15
2.4
PEM-BRENNSTOFFZELLENARTEN
18
2.5
DER
BRENNSTOFF
FUER
DIE
BRENNSTOFFZELLEN
18
3.
KLAERUNGSPHASE
DER
BRENNSTOFIZELLENSTAPELENTWICKLUNG
20
3.1
ENTWICKLUNGSAUFTRAG
20
3.1.1
ANALYSE,
PRUEFUNG
UND
MODIFIKATION
DER
AUFGABE
20
3.1.2
ANFORDERUNGSLISTE
DES
STAPELS
21
3.2
ANFORDERUNGSLISTE
FUER
DIE
BIPOLARPLATTE
23
3.2.1
ZUFUEHREN
DER
GASSTROEME
23
3.2.2
SEPARIEREN
DER
PROZESSGASE
24
3.2.3
LEITEN
DES
ELEKTRISCHEN
STROMS
24
3.2.4
VERTEILEN
DER
THERMISCHEN
ENERGIE
24
3.2.5
ABFUEHREN
DER
WAERME
25
3.2.6
KOSTENGUENSTIGE
HERSTELLUNG
DER
BIPOLARPLATTE
25
3.2.7
POSITIONIEREN
DER
PLATTEN
25
3.2.8
MECHANISCHE
BELASTUNG
25
3.2.9
ABFUHREN
DES
PROZESSWASSERS
26
3.2.10
SPEZIELLE
BETRIEBSANFORDERUNGEN
26
3.3
ANFORDERUNGSLISTE
FUER
DIE
EINSPANNVORRICHTUNG
28
3.4
ANFORDERUNGSLISTE
FUER
DIE
DICHTUNG
29
3.5
VORGEHENSWEISE
IM
ENTWICKLUNGSPROZESS
30
4.
ENTWICKLUNG
DES
BRENNSTOFIZELLEN-KONZEPTS
32
4.1
WAHL
DES
ZELLENAUFBAUS
33
4.2
FUNKTIONSSTRUKTUR
34
4.2.1
LOESUNGSFINDUNG
ZU
DEN
FUNKTIONEN
36
4.2.2
FUNKTIONSGRUPPE
MATERIALEIGENSCHAFT
36
4.2.3
PROZESSORIENTIERTE
FUNKTIONSGRUPPE
39
4.2.4
KONSTRUKTIONSORIENTIERTE
FUNKTIONSGRUPPE
47
4.3
ERMITTELN
DER
LOESUNGSKONZEPTE
54
4.3.1
AUFSTELLEN
VON
LOESUNGSKONZEPTEN
FUER
DIE
BRENNSTOFFZELLE
56
4.3.2
BRENNSTOFFZELLEN-KONZEPT
A
57
4.3.3
BRENNSTOFFZELLEN-KONZEPT
B
60
4.3.4
BRENNSTOFFZELLEN-KONZEPT
C
61
4.4
BEWERTEN
DER
KONZEPTE
63
5.
REALISIERUNG
DES
BRENNSTOFFZELLEN-KONZEPTS
67
5.1
UMSETZUNG
DES
KONZEPTS
IN
EINEN
ERSTEN
DESIGN-ENTWURF
67
5.1.1
AUSLEGUNG
DES
PROZESSFLUSSFELDS
68
5.1.2
AUSLEGUNG
DES
KUEHLFLUSSFELDS
71
5.1.3
UMSETZUNG
DES
KLEBEPROZESSES
71
5.1.4
WAHL
DER
ZELLDICHTUNG
71
5.1.5
UMSETZUNG
IN
EIN
CAD-MODELL
72
5.1.6
ZELLENTEST
73
5.1.7
AUFGETRETENE
PROBLEME
UND
VERBESSERUNGEN
75
5.2
AENDERUNG
ZU
EINEM
ZWEITEN
DESIGN-ENTWURF
76
5.2.1
AENDERUNG
DES
FLUSSFELDS
76
5.2.2
KUEHLFLUSSFELD
DER
BIPOLARPLATTE
80
5.2.3
HERSTELLUNG
DER
BIPOLARPLATTE
UND
KLEBEPROZESS
81
5.2.4
EINFUEGUNG
DER
ZELLDICHTUNG
81
5.2.5
DARSTELLUNG
DES
CAD-MODELLS
83
5.2.6
ERGEBNISSE
DES
ZELLENTESTS
84
5.2.7
AUFGETRETENE
PROBLEME
87
5.3
OPTIMIERUNG
DES
ZELLEN-DESIGNS
ZUM
ENDGUELTIGEN
ENTWURF
88
5.3.1
UEBERARBEITUNG
DES
FLUSSFELDS
89
5.3.2
ANPASSUNG
UND
AUSLEGUNG
DES
KUEHLFLUSSFELDS
91
5.3.3
HERSTELLUNG
UND
KLEBEPROZESS
DER
PLATTEN
95
5.3.4
ANPASSUNG
DER
ELASTISCHEN
ZELLDICHTUNG
98
5.3.5
DARSTELLUNG
DER
ZELLE
ALS
CAD-MODELL
99
5.3.6
ERGEBNISSE
DER
ZELLTESTS
102
5.4
ERFAHRUNG
MIT
DEM
DRITTEN
ZELLEN-DESIGN
103
6.
ENTWICKLUNG
DER
EINSPANNUNGSVORRICHTUNG
DES
BRENNSTOFTZELLENSTAPELS
105
6.1
DIE
STAPELENDPLATTEN
105
6.1.1
IDEENFINDUNG
UND
KONZEPTERSTELLUNG
105
6.1.2
AUSWAHL
DES
ENDPLATTEN-KONZEPTS
108
6.2
AUSARBEITUNG
DES
KONZEPTS
FUER
DAS
2.
ZELLEN-DESIGN
109
6.2.1
AUSLEGUNG
DER
ENDPLATTE
UND
UEBERPRUEFUNG
MITTELS
FINITE-ELEMENTEN
METHODE(FEM)
111
6.2.2
UEBERPRUEFUNG
DER
DRUCKVERTEILUNG
113
6.3
REALISIERUNG
DER
ENDPLATTEN
FUER
DAS
DRITTE
ZELLEN-DESIGN
115
6.3.1
GENETISCHER
ALGORITHMUS
115
6.3.2
UMSETZUNG
DER
ERMITTELTEN
STRUKTURIERUNG
IN
EIN
ENDPLATTEN-DESIGN
119
6.3.3
HERSTELLUNG
DER
ENDPLATTE
120
6.4
ZUSAMMENFASSUNG
DER
ERGEBNISSE
121
6.4.1
ERFUELLUNG
DER
ANFORDERUNGEN
122
6.4.2
VERGLEICH
DER
ERGEBNISSE
123
7.
TESTPHASE
125
7.1
MONTAGE
DES
STAPELS
125
7.2
TEST
DES
STAPELS
128
7.3
SCHLUSSFOLGERUNGEN
130
8.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
133
8.1
ZUSAMMENFASSUNG
133
8.2
AUSBLICK
134
9.
LITERATURVERZEICHNIS
136 |
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| series2 | Fortschritt-Berichte VDI : Reihe 6, Energietechnik, Wärmetechnik |
| spelling | Ruge, Martin Verfasser aut Entwicklung eines flüssigkeitsgekühlten Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellenstapels mit einer Leistung von 6,5 kW Martin Ruge. ETH, Zentrum für Produkte-Entwicklung, Zürich Als Ms. gedr. Düsseldorf VDI-Verl. 2003 X, 138 S. Ill., graph. Darst. : 21 cm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Fortschritt-Berichte VDI : Reihe 6, Energietechnik, Wärmetechnik 494 Zugl.: Zürich, Eidgenössische Techn. Hochsch., Diss., 2002 Bipolarplatte (DE-588)4678565-6 gnd rswk-swf Stack Brennstoffzelle (DE-588)4752240-9 gnd rswk-swf Polyelektrolyt (DE-588)4175165-6 gnd rswk-swf Polymer-Elektrolytmembran-Brennstoffzelle (DE-588)4450903-0 gnd rswk-swf Produktentwicklung (DE-588)4139402-1 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Polymer-Elektrolytmembran-Brennstoffzelle (DE-588)4450903-0 s Polyelektrolyt (DE-588)4175165-6 s Stack Brennstoffzelle (DE-588)4752240-9 s Bipolarplatte (DE-588)4678565-6 s Produktentwicklung (DE-588)4139402-1 s DE-604 Fortschritt-Berichte VDI Reihe 6, Energietechnik, Wärmetechnik ; 494 (DE-604)BV001897068 494 DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=010609712&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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