Entwicklung und Analyse von passiven Mikrobrennstoffzellen für hochdynamische portable Anwendungen:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2013
|
| Schriftenreihe: | Berichte aus der Mikrosystemtechnik
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | VIII, 135 S. Ill., graph. Darst. 210 mm x 148 mm, 221 g |
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
NOMENKLATUR V
ZUSAMMENFASSUNG 1
ABSTRACT 3
1 EINLEITUNG UND MOTIVATION 5
1.1 STAND DER ENTWICKLUNG VON MIKROBRENNSTOFFZELLEN 6
1.1.1 MIKROBRENNSTOFFZELLEN 7
1.1.2 DYNAMIK VON BRENNSTOFFZELLEN 11
1.2 ANFORDERUNGEN AN DIE ENERGIEVERSORGUNG DURCH ENERGIEAUTARKE
SENSORFUUKMODULE 14
1.3 SPEZIFIZIERUNG DES ZUGRUNDE GELEGTEN LASTPROFILS UND DER RAND
BEDINGUNGEN FUER DEN ZELLAUFBAU 17
2 AUFBAU UND PRINZIP DES MIKROBRENNSTOFFZELLENSYSTEMS 19
2.1 PRINZIP DER SELBSTATMENDEN PASSIVEN MIKROBRENNSTOFFZELLE . 20
2.1.1 AUFBAU DER PEM-BRENNSTOFFZELLE 20
2.1.2 THERMODYNAMISCHE BESCHREIBUNG DER PEM-BRENNSTOFFZELLE 21
2.2 DYNAMISCHE VORGAENGE IN DER PEM-BRENNSTOFFZELLE 22
2.2.1 ELEKTROCHEMISCHE DOPPELSCHICHT 22
2.2.2 TRANSPORT DER REAKTANTEN UND PRODUKTE 24
2.2.3 LEITFAEHIGKEIT DER ELEKTROLYTMEMBRAN 25
2.2.4 ZELLERWAERMUNG DURCH VERLUSTWAERME 27
2.2.5 ZEITLICHE KATEGORISIERUNG DES DYNAMISCHEN VERHALTENS . . 28
2.3 VERLUSTMECHANISMEN IN DER PEM-BRENNSTOFFZELLE 28
2.3.1 RUHEUEBERSPANNUNG 29
2.3.2 AKTIVIERUNGSUEBERSPANNUNG 29
2.3.3 OLIMSEHE UEBERSPANNUNG 30
2.3.4 KONZENTRATIONSUEBERSPANNUNG 30
2.4 ENTWURFSANSATZ MIKROBRENNSTOFFZELLEN FUER HOCHDYNAMISCHE LASTEN 31
2.4.1 OHMSCHE EINFLUESSE 32
2.4.2 KONZENTRATIONSEINFLUESSE 33
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
2.4.3 ZUSAMMENFASSUNG UND RESULTIERENDER ZELLAUFBAU 35
3 ZWEIDIMENSIONALES MODELL ZUR BESCHREIBUNG DES KATHODENSEITIGEN DYNAMI
SCHEN VERHALTENS 36
3.1 MODELLANSATZ UND MODELLGEOMETRIE 36
3.2 MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DES MODELLS 37
3.2.1 MASSENTRANSPORT DER KOMPONENTEN 0 2 , H20 UND N2
DURCH MULTIKOMPONENTENDIFFUSION 37
3.2.2 LADUNGSTRAEGERTRANSPORT UND MEMBRAMNODELL 39
3.2.3 ELEKTROCHEMISCHE REAKTION 41
3.2.4 MODCLLPARANIETER 42
4 SIMULATION DER ANGEPASSTEN BRENNSTOFFZELLE 46
4.1 STATIONAERES VERHALTEN DER BRENNSTOFFZELLE 46
4.1.1 VERTEILUNG DER MASSENANTEILE INNERHALB DER KATHODENSTRUKTUREN 47
4.1.2 EINFLUSS AUF DEN WASSERGEHALT DER ELEKTROLYTMEMBRAN
UND DIE STROMDICHTEVERTEILUNG 48
4.2 TRANSIENTES VERHALTEN DER BRENNSTOFFZELLE 50
4.2.1 PRINZIPIELLE SPANNUNGSANTWORT UND VERHALTEN RELEVANTER
ZUSTANDSGROESSEN 50
4.2.2 QUASI-STATIONAERE SPAIINUNGSANTWORT 52
4.2.3 EINFLUSS DES PARAMETERS DER DOPPELSCHICHTKAPAZITAET . 55
4.2.4 EINFLUSS DER PULSLAENGE 56
4.3 ZUSAMMENFASSUNG DER SIMULATIONSERGEBNISSE 58
5 ENTWURF UND AUFBAU DER UNTERSUCHTEN MIKROBRENNSTOFFZELLEN 61
5.1 TECHNOLOGIEN, MATERIALIEN UND AUFBAU DER MIKROBRENUSTOFFZELLE . 61
5.1.1 DIMENSIONIERUNG UND HERSTELLUNG DER KOMPONENTEN . 62
5.1.2 SEITLICHES DICHTEN DER GASDIFFUSIONSSCHICHT 64
5.1.3 EIGENSCHAFTEN DER GASDIFFUSIONSSCHICHT UND MONTAGEKRAFT 65
5.1.4 KATHODENSTROMABLEITER ZUR OERTLICH AUFGELOESTEN MESSUNG
DER STROMDICHTEVERTEILUNG 70
5.2 AUFBAU DER RADIOGRAPHIEZELLE 71
5.3 MESSAUFBAU ZUR ELEKTRISCHEN CHARAKTERISIERUNG 74
5.4 AKTIVIERUNG UND REFERENZKONDITIONIERUNG 76
6 IN SITU UNTERSUCHUNG DER WASSERVERTEILUNG INNERHALB DER
MIKROBRENNSTOFFZELLE 77
6.1 PRINZIP DER NEUTRONENTRANSMISSIONSMESSUNG 78
6.2 BILDVERARBEITUNG UND QUANTIFIZIERUNG 81
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
6.3 ERGEBNISSE ZUR WASSERVERTEILUNG INNERHALL) DER MIKROBRENNSTOFFZELLE
84
6.3.1 REFERENZMESSUNG MIT KONSTANTSTROMBELASTUNG 84
6.3.2 EINFLUSS DER STROMDICHTE AUF DIE WASSERKONZEUTRATION . . 86
6.3.3 VERGLEICH VON PULSBETRIEB UND AEQUIVALENTER KONSTANTLAST 89
6.3.4 EINFLUSS DER UMGEBUNGSBEDINGUNGERL 91
6.4 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE ZUR UNTERSUCHUNG DER WASSER
VERTEILUNG 96
7 CHARAKTERISIERUNG DES ELEKTRISCHEN VERHALTENS DER
MIKROBRENNSTOFFZELLEN 98
7.1 STATIONAERES VERHALTEN 98
7.2 OERTLICH AUFGELOESTE STROMDICHTEVERTEILUNG 101
7.3 TRANSIENTES VERHALTEN 102
7.3.1 QUASI-STATIONAERES VERHALTEN 102
7.3.2 PULSANTWORT 104
7.3.3 ABHAENGIGKEIT DER QUASI-STATIONAEREN GROESSEN VORN OEFFNUUGSVERHAELTNIS
108
7.3.4 STROM-SPANNUNGSKENNLINIE DES PULSBETRIEBES 110
7.3.5 LANGZEITBELASTUNG MIT REDUZIERTEM TASTVERHAELTNIS . 112
8 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE UND AUSBLICK 114
LITERATURVERZEICHNIS 119
VEROEFFENTLICHUNGEN DES AUTORS 128
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 130
TABELLENVERZEICHNIS 135 |
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| spelling | Weiland, Matthias Verfasser aut Entwicklung und Analyse von passiven Mikrobrennstoffzellen für hochdynamische portable Anwendungen Matthias Weiland Aachen Shaker 2013 VIII, 135 S. Ill., graph. Darst. 210 mm x 148 mm, 221 g txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Berichte aus der Mikrosystemtechnik Zugl.: Berlin, Techn. Univ., Diss., 2013 Lastganglinie (DE-588)4328972-1 gnd rswk-swf Betriebsverhalten (DE-588)4138142-7 gnd rswk-swf Elektrische Stromdichte (DE-588)4267929-1 gnd rswk-swf Kathode (DE-588)4163451-2 gnd rswk-swf Verlustleistung (DE-588)4187881-4 gnd rswk-swf Leistungsdichte Physik (DE-588)4481538-4 gnd rswk-swf Wasserstofferzeugung (DE-588)4189271-9 gnd rswk-swf Polymer-Elektrolytmembran-Brennstoffzelle (DE-588)4450903-0 gnd rswk-swf Neutronenradiographie (DE-588)4171655-3 gnd rswk-swf Mikrobrennstoffzelle (DE-588)7703934-8 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Mikrobrennstoffzelle (DE-588)7703934-8 s Polymer-Elektrolytmembran-Brennstoffzelle (DE-588)4450903-0 s Wasserstofferzeugung (DE-588)4189271-9 s Kathode (DE-588)4163451-2 s Lastganglinie (DE-588)4328972-1 s Elektrische Stromdichte (DE-588)4267929-1 s Leistungsdichte Physik (DE-588)4481538-4 s Verlustleistung (DE-588)4187881-4 s Betriebsverhalten (DE-588)4138142-7 s Neutronenradiographie (DE-588)4171655-3 s DE-604 DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=025885982&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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