VirtualFFC - Aufbau einer Virtual Flying Fuel Cell durch multiphysikalische Simulation des Stacks und transiente Simulation des Gesamtsystems

Im Verbundvorhaben VirtualFFC werden bei den Partnern Modelle für hochgenaue, multiphysikalische und transiente Simulationen entwickelt, die einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung von leistungsfähigen und effizienten PEMFCs (Protonen-Austausch-Membran-Brennstoffzellen) für luftfahrtspezifische Anwendungen liefern. Das Teilvorhaben des KIT am Institut für Angewandte Materialien – Elektrochemische Technologien (IAM-ET) beschäftigt sich mit der Entwicklung elektrochemischer Zellmodelle unter besonderer Berücksichtigung von Flüssigwasser und Zelldynamik. Für die Modellentwicklung, Parametrierung und Validierung werden am KIT elektrochemische und mikrostrukturelle Untersuchungen an kleinflächigen „Zero-Gradient“ und segmentierten „Along the Channel“ Zellen durchgeführt, mikrostrukturelle Analysen zur Bestimmung von effektiven Transportparametern erfolgen mittels Tomographie. Für die realistische Abbildung der Dynamik im Flugbetrieb (Lastwechsel, transiente Betriebsphasen) erfolgen dynamische Tests. Entsprechende Verfahren werden am KIT entwickelt und eingesetzt. Dies soll die Erweiterung der stationären Modelle hin zu dynamischen Modellen ermöglichen, die unter realistischen Betriebsbedingungen validiert werden. Die im KIT-Teilvorhaben gewonnenen experimentellen Ergebnisse, Zellmodelle und Modellparameter fließen in die Modellierung auf Stack- / Systemebene bei den Partnern ein.