CHARACTERISTICS OF PEMFC OPERATION IN AMBIENT AND LOW PRESSURE ENVIRONMENT CONSIDERING THE FUEL CELL HUMIDIFICATION

This paper summarizes experimental results of an air-fed polymer electrolyte membrane fuel cell system HyPM XR 12 (Hydrogenics Corp.) considering fuel cell temperature, stoichiometry, and load requirement variations at ambient and low-pressure operation. The experimental work realized at a low-pressure test facility designed and assembled by the German Aerospace Center, Institute of Engineering Thermodynamics is based on an experimental design. The experimental results confirm reduced fields of fuel cell operation as well as a decreased gross stack performance and efficiency at low operating pressures (950 mbar C p C 600 mbar) for the defined fuel cell temperature, stoichiometry, and load requirement. In addition, indexes of the operating parameters are introduced, characterizing the fuel cell operation with regard to the gross stack performance and efficiency at ambient and low-pressure levels. The discussion of the results considers analyses of fuel cell humidification

Wasserstoff als ein Fundament der Energiewende Teil 2: Sektorenkopplung und Wasserstoff: Zwei Seiten der gleichen Medaille

Der vorliegende zweite Teil - Sektorenkopplung und Wasserstoff: Zwei Seiten der gleichen Medaille knüpft an diesem Punkt an. Er befasst sich detailliert mit möglichen Nutzungspfaden von Wasserstoff in den Sektoren Verkehr, Industrie und Wärme sowie mit dem systemisch wichtigen Aspekt der Rückverstromung. Am Beispiel aktueller Forschungsarbeiten im DLR wird dargestellt, welche Potenziale sich durch die Kopplung der verschiedenen Energieverbrauchssektoren bei der Erzeugung und Nutzung von Wasserstoff ergeben. Diese Synergien ebnen den Weg zu einer effizienteren und flexibleren Nutzung von erneuerbarer Energie. Neben den technologischen Einsatzmöglichkeiten spielen darüber hinaus die Infrastruktur sowie dazugehörige Sicherheitsaspekte bei der Nutzung von Wasserstoff eine gewichtige Rolle. Weiterhin wird im DLR auf dem Gebiet der Energiesystemanalyse an der Einschätzung der Auswirkungen großskaliger Wasserstoffinfrastrukturen auf das bestehende und zukünftige Energiesystem geforscht. Dies beinhaltet auch die Fragestellungen, ob ein klimaneutrales Energiesystem aus heutiger Sicht überhaupt ohne Wasserstoff denkbar ist, bzw. wie groß der Wasserstoffbedarf und das -angebot in solchen Zielszenarien ausfällt. Zudem werden Umwelteinwirkungen untersucht und Lebenszyklusanalysen erstellt

Emission free flight with Hydrogen: dream or reality?

The increasing electrification of aircraft systems from actuators to “green taxi” and main electric propulsion typifies a wide field for interdisciplinary research. The German Aerospace Center in Stuttgart, mainly represented by the “energy systems integration” group at the Institute of Engineering Thermodynamics intensified its activities since 2007 in this interesting research field. Main topics of the research are the development and optimization of high efficient power generators and complete electrical power trains based on hydrogen fuel cells, batteries, efficient voltage converters and high torque electrical motors. Mainly for the general aviation, an adapted fuel cell system can be used as a power generator unit for the main aircraft propulsion during flight. Therefore the lightweight and the maximized efficiency coupled with an high redundancy and reliability play a major role. Started in 2009 with a “one seater” DLR‐H2 all electric fuel cell driven aircraft, todays development shows the near term feasibility of a “four seater” ‐ “HY4” and the perspective beyond. This oral presentation will give an overview on the feasibility of a hydrogen fuel cell system and hybrid system as power source for aircraft propulsion. The further development of this path includes the system architecture optimization regarding reliability and redundancy. An redundant system architecture will be presented. With this architecture one of the four systems can be removed, maintained and reintroduced during max load current, so the capability of the plane to maintain altitude is not affected. The main implications of such specialized energy system architectures will be discussed during the presentation

Elektrochemische Speicher im System

Beim dem Vortrag wurden allgemein die Arbeiten der Fachgruppe Elektrochemische Systeme vorgestellt mit dem Schwerpunkt Hybridsysteme