München 2006 – wissenschaftliches Programm
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AKE: Energie
AKE 2: Brennstoffzellen
AKE 2.2: Vortrag
Montag, 20. März 2006, 15:05–15:25, L
Experimentelle Untersuchung des Wasser- und Wärmeaustrages an der DMFC-Kathode — •Christian Kirchhoff1, Carsten Cremers1, Ulrich Stimming1,2 und Matthias Rzepka1 — 1ZAE Bayern, Walther-Meißner-Str. 6, D-85748 Garching — 2TU München, Physik-Department E19, James-Franck-Str. 1, D-85748 Garching
Die Leistungsdichte von Direktmethanol-Brennstoffzellen (DMFC) ist stark temperaturabhängig. Gerade kompakte Systeme für portable Anwendungen könnten daher von einer Erhöhung der Betriebstemperatur profitieren. Hierzu muss jedoch gewährleistet sein, dass die Grenzwerte für zulässige Oberflächentemperaturen und Austrittstemperaturen der Abgase eingehalten werden können. Weiterhin muss das System so ausgelegt werden, dass es die vorgesehene Temperatur erreichen und halten kann. Ein wesentlicher Faktor für beide Randbedingungen ist der Austrag von dampfförmigem Wasser mit der Kathodenabluft, der zu einem starken Wärmeverlust führt. Trotz der Bedeutung des Wasserhaushalts für das DMFC-System, gibt es in der Literatur bislang wenig Daten zum Wasseraustrag und dem damit verbundenen Wärmeverlust. In diesem Beitrag werden systematische Messungen des Wasseraustrages bei verschiedenen Betriebsbedingungen vorgestellt. In zwei Messreihen wurden der dampfförmige Wasseranteil der Kathodenabluft durch Taupunktsmessungen bestimmt und der gesamte Wasseraustrag durch Kondensation in einer Kühlfalle gemessen. Zusätzlich wurde durch kalorische Messungen der Wärmeverlust durch den Wasseraustrag experimentell abgeschätzt. Die gewonnenen Daten werden mit Modellrechnungen verglichen.