Einsatzgebiete
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Realistische Betriebsbedingungen: Reproduktion von Druck-, Temperatur-, Feuchte- und Mehrphasenbedingungen in Brennstoffzellensystemen
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Komponentenprüfung: Validierung von Rezirkulationsgebläsen, Verdichtern, Tropfenabscheidern und weiteren BZ-Systemkomponenten
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Technologievalidierung: Überführung grundlegender Forschungsergebnisse in industrienahe Anwendungen (TRL 4–7)
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Hochleistungsbereich: Untersuchungen an Komponenten bis 600 kW Systemleistung
Forschungsschwerpunkte
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Mehrphasenströmungen: Untersuchung tröpfchenbeladener Strömungen und deren Einfluss auf Bauteile
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Feuchtemanagement: Regelung und Analyse von relativer Feuchte, Wasserabscheidung und Befeuchtungskonzepten
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Gaszusammensetzungen: Einfluss definierter Gasgemische (H₂, N₂, He, Luft) und Verunreinigungen (CO, NOx, NH₃)
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Aerodynamik, Thermik & Struktur: Bewertung aerodynamischer, thermischer und struktureller Eigenschaften von Aufladesystemen
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Stack-Nachbildung: Simulation von Druckverlusten zur realitätsnahen Bewertung des Betriebsverhaltens
Technischer Aufbau und Betrieb
- Randbedingungen: Regelung des Eintrittszustandes in den Prüfling (Druck, Temperatur, Massenstrom)
- Dissipation: Simulation des Druckverlustes eines Brennstoffzellenstacks
- Feuchte: Variable Befeuchtung (0 – 100% r.F.)
- Mehrphasenströmung: Bereitstellung von tröpfchenbeladenen Strömungen
- Mehrkomponentenströmung: Variable Gaszusammensetzung, wie z.B. H2, N2, He und Luft (z.B. 100% H2 <-> 100% N2)
- Sicherheit: Ex-Schutz und Leckageüberwachung
Eingesetzte Messtechnik
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Inline-Gasanalytik: Messung von Prozessgaszusammensetzung, Feuchtegehalt und kritischen Verunreinigungen
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Durchfluss- und Drucksensorik: Präzise Erfassung von Massenströmen, Drücken und Druckverlusten
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Temperaturmesstechnik: Temperaturerfassung entlang der gesamten Prüfstrecke
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Leistungsmessung (AC/DC): Analyse des elektro-thermischen und mechanischen Verhaltens der Prüflinge
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Mehrphasenmesstechnik: Sensorik zur Charakterisierung tröpfchenbeladener Strömungen
Der Prüfstand wurde im Projekt „Prüfstand zur aero-, struktur- und thermodynamischen Analyse von kathoden- und anodenseitigen Aufladesystemen und Systemkomponenten mit Mehrphasen- und Mehrkomponentenströmungen für Brennstoffzellensysteme“ (PastA2) über den „Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) als Teil der Reaktion der Union auf die COVID-19-Pandemie“ finanziert.
