Bild: Bautafel der Wohnhaussanierung "Tschechenring"

IEA AFC Annex 31 und 35: Fuel Cells and Hydrogen. From Fundamentals to Applied Research (2018)

Die Ergebnisse der Annexe 31 und 35 werden in mehreren Kapiteln des Buches “Fuel Cells and Hydrogen. From Fundamentals to Applied Research” beschrieben.
Englisch

Inhaltsbeschreibung

Chapter 4 - Polymer Electrolyte Fuel Cells

Dieses Buchkapitel befasst sich mit den verschiedenen Komponenten in einer Polymerelektrolyt Brennstoffzelle. Der Fokus liegt auf den Elektroden mit den Katalysatoren, die zusammen mit der Membran eine Membran-Elektroden-Einheit bilden und auf den Materialien für Bipolarplatten.

Es werden der Aufbau der Elektroden, verschiedene Synthesemöglichkeiten von Katalysatoren, die Eigenschaften von Membranen sowie die Materialien für Bipolarplatten beschrieben. Die unterschiedlichen Prozesse zur Synthese von Nanopartikeln werden genau erklärt und die Vor- und Nachteile erläutert. In Bezug auf die Membran werden die wichtigsten Charakteristika beschrieben. Die Anwendbarkeit verschiedener Materialien für Bipolarplatten wird ebenso erläutert.

T.W. Napporn, L. Karpenko-Jereb, B. Pichler, V. Hacker; Chapter 4 - Polymer Electrolyte Fuel Cells in Fuel Cells and Hydrogen: From Fundamentals to Applied Research. V. Hacker and S. Mitsushima. (Hrsg.), Amsterdam, Elsevier / 2018 / Englisch / S.63-89 (27Seiten)

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Chapter 5 - Other Polymer Electrolyte Fuel Cells

Das Buchkapitel befasst sich mit den Prinzipien, den Herausforderungen und den Vorteilen der Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle (HT-PEFC), der Alkalischen Brennstoffzelle (AFC) sowie der Direkt-Brennstoffzellen.

In der Brennstoffzellentechnologie liegt der Forschungsfokus auf dem Gebiet der sauren Niedertemperatur-PEFC. Das Buchkapitel gibt einen guten Einblick über andere Arten von PEFCs. Die Motivation, diese verschiedenen Arten von Brennstoffzellen zu entwickeln, ist vielfältig.

  • Das Erfordernis höherer Betriebstemperaturen für die kombinierte Wärme- und Stromerzeugung sowie für eine effiziente Wärmeabfuhr führt zur Entwicklung von HT-PEFCs.
  • Das alkalische Medium ermöglicht die Nutzung von edelmetallfreien Elektrokatalysatoren für die Brennstoffzelle (AFC) und steigert auch ihre Leistungsfähigkeit.
  • Für die Direktverstromung von verschiedenen flüssigen Brennstoffen sind Direkt-Alkohol-Brennstoffzellen, Direkt-Borhydrid-Brennstoffzellen oder Direkt-Hydrazin-Brennstoffzellen prädestiniert.

Die komplexen Reaktionsmechanismen von flüssigen Brennstoffen erhöhen die Überspannungsverluste und die CO2 Empfindlichkeit im jeweiligen Brennstoffzellensystem ist ein weiterer limitierender Leistungsfaktor. Die drei oben genannten Schwerpunkte werden im Buchkapitel eingehend beschrieben und diskutiert.

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A. Schenk, B. Cermenek, V. Hacker / Chapter 5 - Other Polymer Electrolyte Fuel Cells in Fuel Cells and Hydrogen: From Fundamentals to Applied Research / V. Hacker and S. Mitsushima. (Hrsg.), Amsterdam, Elsevier / 2018 / Englisch / S.91-115 (25 Seiten)

Chapter 9 – Electrochemical Measurement Methods and Characterization on the Cell Level

Das Buchkapitel beschreibt ausführlich die gängigsten Charakterisierungsverfahren von Brennstoffzellen. Zunächst wird das Verfahren der zyklischen Voltammetrie und die Vorgehensweise zur Interpretation der Ergebnisse erklärt. Danach wird ausführlich über elektrochemische Impedanzspektroskopie, Total Harmonic Distortion Analyse (THDA) und deren Aufbauten und Interpretationen geschrieben.

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T.W. Napporn, Y. Holade, B. Kokoh, S. Mitsushima, K. Mayer, B. Eichberger, V. Hacker / Chapter 9 - Electrochemical Measurement Methods and Characterization on the Cell Level: From Fundamentals to Applied Research / V. Hacker and S. Mitsushima (Hrsg.), Amsterdam, Elsevier / 2018 / Englisch / S.175-214 (40 Seiten)

Chapter 10 - Hydrogen Production

Dieses Buchkapitel befasst sich mit verschiedenen Aspekten der Wasserstoffproduktion, wie der Reformierung von Kohlenwasserstoffen und der elektrochemisch Wasserelektrolyse.

Wasserstoff kann über verschiedene Wege hergestellt werden. Es werden mehrere Reformierungsprozesse unter anderem Dampfreformierung oder partielle Oxidation erklärt. Die Aufreinigung des Produktwasserstoffs über verschiedene Verfahren wie Wasser-Gas-Shift oder Adsorption wird erläutert und die Vor- und Nachteile auch im Zusammenhang mit Chemical-Looping Prozessen dargestellt. Abschließend wird auf die Wasserstoffproduktion über unterschiedliche Wasserelektrolyseverfahren eingegangen.

Chapter 10 zum Download

G. Voitic, B. Pichler, A. Basile, A. Iulianelli, K. Malli, S. Bock,V. Hacker / Chapter 10 - Hydrogen Production in Fuel Cells and Hydrogen: From Fundamentals to Applied Research / V. Hacker and S. Mitsushima. (Hrsg.), Amsterdam, Elsevier / 2018 / Englisch / S. 215-241 (27 Seiten)

Chapter 11 - Role of Hydrogen Energy Carriers

Das Buchkapitel gibt eine übersichtliche Einführung in aktuelle Methoden zur Wasserstoffspeicherung wie Flüssigwasserstoffspeicher, Hochdruckspeicher sowie flüssige und solid-state chemische Speicher für Niedertemperaturbrennstoffzellen.

Chapter 11 zum Download

S. Mitsushima, V. Hacker / Chapter 11 - Role of Hydrogen Energy Carriers in in Fuel Cells and Hydrogen: From Fundamentals to Applied Research / V. Hacker and S. Mitsushima (Hrsg.), Amsterdam, Elsevier / 2018 / Englisch / S.243-255 (14 Seiten)

Zum Buch Fuel Cells and Hydrogen

Editors: Viktor Hacker Shigenori Mitsushima
eBook ISBN: 978-0-12-811537-4
Paperback ISBN: 978-0-12-811459-9

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