Modellbasiertes Design von Brennstoffzellen und Brennstoffzellensystemen: PEMDesign. Teilprojekt: Modellierung und Simulation von Zellen und Stacks unter Verwendung moderner numerischer Methoden

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In dem Forschungsnetzwerk sollen mathematische Methoden entwickelt und angewendet werden, um eine computerbasierte Auslegung von PEM-Brennstoffzellen, Stacks und Systemen zu ermöglichen. Wir unterscheiden vier Skalen: Feinstruktur-, Zell-, Stack- und Systemskala. Der Fokus der Arbeiten soll vor allem auf der Vernetzung der Skalen liegen. Durch Homogenisierung, bzw. Mittelung erhält man den Zusammenhang zwischen effektiven Modellparametern und detaillierten Modellen auf feineren Skalen. Andererseits kann man auch von Modellen mit voller Komplexität starten um durch Modellreduktion auf eingebettete, vereinfachte Beschreibungen zu schließen. Durch einen integralen Modellansatz, der hierarchisch sowohl die Systemperipherie als auch den Brennstoffzellenstack bis hin zu den einzelnen Komponenten der Brennstoffzelle berücksichtigt, kann ein optimales Design schneller als durch Versuch und Irrtum gefunden werden. Im Projekt PEMDesign sollen grundlegende mathematische Forschungsarbeiten von in ihren Bereichen führenden deutschen Forschergruppen geleistet werden. Dabei handelt es sich um die Feinstruktursimulation und Homogenisierung in porösen Materialien, die Modellierung auf der Zell- und Stackskala mit adaptiven Simulationsverfahren, die Skalenanalyse, die Entwicklung eines Elektrodenmodells und die Modellreduktion für die dynamische Systemsimulation. Mitarbeiter: Dr. B. Haasdonk.

contact person: Dr. M. Ohlberger

Start of project: 01.09.2005
End of project: 31.08.2008

Albert-Ludwigs-University Freiburg
Dr. M. Ohlberger
Abteilung für Angewandte Mathematik

Hermann-Herder-Str. 10
79104 Freiburg i. Br.
Germany

Phone: 49-761-203-5629
Fax: 49-761-203-5632
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