Forschungsprojekt Systemtechnik und Modellbildung für Brennstoffzellen

Mit Beginn des Jahres 2002 wurde im Wasserstofflabor des Fraunhofer IEE (früher ISET) eine Brennstoffzelle mit einer Leistung von 3 kW in Betrieb genommen. Das System besteht aus zwei Zellstapeln mit jeweils 50 Zellen und ist für Wasserstoff-Luftbetrieb ausgelegt. Die Anlage wurde vom ZSW Ulm im Auftrag des Fraunhofer IEE entwickelt und aufgebaut. Eine SPS-Steuerung erlaubt den vollautomatischen Betrieb, so dass auch der Einsatz als Backup-Versorgung in einem Hybridsystem möglich ist. Die Messungen konzentrieren sich auf das statische und dynamische Klemmenverhalten der Zellen, mit dem Ziel einer regelungstechnischen Optimierung der Peripherie im Hinblick auf Betriebssicherheit, Teillastverhalten und Startvorgänge. Dabei werden das thermische Verhalten, das Wassermanagement und die Luftzufuhr einbezogen.

Parallel zu den experimentellen Arbeiten wird ein dynamisches Simulationsmodell der gesamten Anlage erstellt, das die Übertragung dieser Ergebnisse auf andere Brennstoffzellensysteme erlaubt. Langfristiges Ziel dieser Arbeiten ist, neben der Verbesserung der Peripheriekomponenten und deren Betriebsweise, die Entwicklung einer Zustandsüberwachung und der Fehlerfrüherkennung in Brennstoffzellensystemen.