IEA AFC Annex 34: A Development Toolchain for a pulsed Injector-Ejector Unit for PEM Fuel Cell Applications (2022)
Bibliographische Daten
Gerald Singer, Gregor Gappmayer, Marie Macherhammer, Patrick Pertl, Alexander TrattnerHerausgeber: International Journal of Hydrogen Energy 47(56), p.23818 – 23832
Englisch, 13 Seiten
Inhaltsbeschreibung
Das Anodensubsystem von PEM-Brennstoffzellen muss unter allen Betriebsbedingungen Wasserstoff im erforderlichen Temperatur-, Druck-, Massenstrom- und Konzentrationsbereich bereitstellen. Derzeit stellen mehrere Komponenten wie Ventile, Sensoren und eine Rezirkulationspumpe/ein Gebläse (aktive Rezirkulation) die Versorgung sicher, was eine erhebliche Menge an Energie verbraucht und den Gesamtwirkungsgrad verringert.
Die passive Rezirkulation mit einer gepulsten Injektor-Ejektor-Einheit ist ein vielversprechender Ansatz, um die erforderliche Versorgung bei geringem Energieverbrauch zu gewährleisten. Allerdings ist ein hoher Entwicklungsaufwand erforderlich, um einen Injektor-Ejektor für den gesamten Betriebsbereich zu entwerfen und zu optimieren.
In diesem Beitrag wird eine neuartige Entwicklungs-Toolchain vorgeschlagen, die aus Simulationsmodellen und experimenteller Validierung besteht. Darüber hinaus liegen die Simulations- und Messergebnisse innerhalb einer 2%igen Genauigkeit für das stöchiometrische Verhältnis bei Nennleistung. Außerdem zeigen die Ergebnisse, dass die Rückführung den gesamten Betriebsbereich abdeckt. Diese Toolchain ermöglicht eine genaue Konstruktion und Optimierung von Injektor-Ejektor-Einheiten und spart Entwicklungszeit und -kosten.