Messung der Stromdichteverteilung in Brennstoffzellen
Typ: current scan high res
In einer Brennstoffzelle liegen lokal sehr unterschiedliche Verhältnisse vor, die zu einem inhomogenen Stoffumsatz, also auch zu einer inhomogenen Stromproduktion führen. Einer der Schlüssel zu einem tieferen Verständnis von PEM Brennstoffzellen, DMFC eingeschlossen, ist die Messung der ortsaufgelösten Stromdichteverteilung.
Messgerät vom Typ current scan high res mit einer 25cm² ElectroChem Zelle.
Die Geräte der Serie „current scan high res” zeichnen sich durch eine hohe Auflösung aus. Das abgebildete Messgerät hat eine Auflösung von 32 x 36 Punkten bei einer Fläche von 50 x 50 mm. Die Daten zeigen eine inhomogene Stromdichteverteilung, verursacht durch die Verarmung des Wasserstoffs nahe dem Auslass.
Messdaten aufgenommen mit einem Messgerät vom Typ
current scan high res an einer 25cm² ElectroChem Zelle.
Aufbau
Die Geräte dieser Serie verwenden eine segmentierte Elektrode mit Segmenten von etwa 1mm², verbunden mit einzelnen elektronischen Lasten durch eine mehrlagige Leiterplatte. Die elektronischen Lasten sind mit Verstärkern realisiert, die sowohl als Stromquelle als auch als Stromsenke arbeiten können. Dadurch kann das Gerät sowohl als Anode als auch als Kathode eingesetzt werden. Das Prinzip wird im folgenden Bild dargestellt.
Prinzip
Die Membran mit der katalytischen Beschichtung und den Gasdiffusionsschichten wird direkt auf der mehrlagigen Leiterplatte platziert. Die Größe des Gerätes ist begrenzt da der Aufwand quadratisch mit der Größe oder Auflösung wächst. Für große Brennstoffzellen steht ein anderes Prinzip zur Verfügung, welches bei den Geräten der Serie current scan lin verwendet wird.
Einsatzgebiete
- + Messung der Stromdichteverteilung in Brennstoffzellen während des Betriebs
- + Einsatz als Anode oder Kathode einer Einzelzelle
- + Detaillierte Analyse des flow fields und der Strömungsverteilung
- + Analyse von Materialien wie Gasdiffusionsschichten
- + data mining für die Simulation und Optimierung von Brennstoffzellen
- + Fehlerdiagnose in Brennstoffzellen
- + high throughput screening von Katalysatormaterialien
- + Brennstoffzellen mit flüssigem Elektrolyten genauso wie in Batterien und Akkumulatoren
Eigenschaften
- + hohe Auflösung (Elektroden von etwa 1mm²)
- + ±20mA pro Segment (mehr auf Anfrage)
- + Temperaturbereich des Elektroden-Arrays bis zu 120°C (160°C auf Anfrage)
- + Standardgrößen sind verfügbar (spezielle Designs auf Anfrage)