Simulation und exergetische Verlustanalyse eines SOFC-Brennstoffzellensystems mit Anodengaszirkulation

Autor*in: Michael Dragon

ISBN: 978-3-944586-52-6

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2014

Herausgeber*in der Reihe: Stephan Kabelac

Band-Nr.: IFT 01/2014

Umfang: 155 Seiten, 71 Abbildungen

Schlagworte: SOFC, Brennstoffzellensystem, Systemmodell, Exergie, Verlustanalyse

Kurzfassung: Der Durchbruch der Brennstoffzelle wird seit Jahren vorhergesagt, allerdings fristet diese vielversprechende Technologie bis heute nur einNischendasein. Dabei werden der Hochtemperatur-Brennstoffzellentechnologie SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) neben der PEM (Polymer Elektrolyt Membran)-Brennstoffzelle die höchsten Chancen eingeräumt, diesen Anspruch eines Tages zu erfüllen. Insbesondere bei Anwendungen, in denen Bauraum und -größe eines Stromerzeugers nachrangig sind, aber möglichst hohe Wirkungsgrade erzielt und ein kohlenwasserstoffbasierter Brennstoff verwendet werden soll, ist der Einsatz einer SOFC vielversprechend. Da bei dieser Technologie zahlreiche Peripheriekomponenten verwendet werden müssen, ist eine ganzheitliche Systembetrachtung, wie in dieser Arbeit für einen Systementwurf exemplarisch durchgeführt, essentiell. Neben den Auswirkungen der teilweisen Anodengasrezirkulation auf die zentralen Komponenten wird hier eine Exergieverlustanalyse durchgeführt, die Aufschluss darüber gibt, an welchen Stellen im System die Arbeitsfähigkeit des Brennstoffs verlorengeht. Hiermit werden gleichzeitig Empfehlungen ausgesprochen, wo innerhalb eines Brennstoffzellensystems weitere Verbesserungen möglichst große Auswirkungen haben.