Simulation Einer Hochtemperatur-Pem-Brennstoffzelle

Die Erfullung zukunftiger Emissionsgrenzwerte und die Kundenwunsche nach geringem Kraftstoffverbrauch, Komfort und Leistung stehen bei der Entwicklung von neuen Dieselmotoren im Vordergrund. Die Kombination der Vorteile des Otto- und Dieselbrennverfahrens zu hybriden Brennverfahren gilt hierfur als ein viel versprechender Ansatz. Der Emissionsvorteil der homogenen Gemischbildung im Ottomotor soll mit der verbrauchsgunstigen Kompressionszundung des Dieselmotors kombiniert werden. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der CFD-Simulation der von der Volkswagen AG entwickelten Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle. Dabei wird ein bereits publiziertes Simulationsmodell herangezogen, welches fur den vorliegenden Brennstoffzellentyp adaptiert wird. Einen Schwerpunkt der Arbeit bildet die Quantifizierung aller benotigten Simulationsparameter, insbesondere die Bestimmung der Kinetikdaten fur die Elektrodenreaktionen. Die Gultigkeit von Modellgleichungen und Parametersatz wird zunachst anhand von Einzeleffekten nachgewiesen. Im Anschluss daran wird die Simulation auf ein reales Brennstoffzellendesign angewendet und validiert. Dabei werden einige Optimierungsansatze aufgezeigt. Bastian Schaar erlangte im Februar 2004 das Fachhochschuldiplom Maschinenbau an der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbuttel. Im Anschluss daran wurde er externer Doktorand am Zentrum fur Ingenieurwissenschaften der Martin-Luther-Universitat Halle-Wittenberg und beschaftigte sich im Rahmen seiner Promotion mit der Simulation von Brennstoffzellen in der Konzernforschung der Volkswagen AG. Derzeit ist er als technischer Sachbearbeiter in der Brennstoffzellenforschung der Volkswagen AG tatig.