Bei der Nutzung erneuerbarer Energiequellen ist meist der Zeitpunkt der Elektrizitätsgewinnung nicht identisch mit dem Zeitpunkt des Energiebedarfs. Unabhängig davon, ob es sich um die Nutzung von Sonnen-, Wasser- oder Windenergie handelt, besteht daher die zentrale Herausforderung in der effizienten Zwischenspeicherung der gewonnenen Energie.
Nach dem heutigen Stand der Technik wird dies hauptsächlich durch die Speicherung in Form von chemischer Energie erreicht. Neben der Batterie spielt hier die Umwandlung von Wasser durch Elektrolyse und Speicherung in Form von Wasserstoff eine zukunftsweisende Rolle. Die so gespeicherte Energie kann dann in einer Brennstoffzelle wieder freigesetzt werden. Neben Wasserstoff können auch andere Brennstoffe wie z.B. Methanol oder Erdgas genutzt werden.
Das Potenzial liegt in der Mikrostruktur
Ob Elektrolyseur zur Wasserstoffgewinnung, Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (PEMFC) oder Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC), jedes System stellt enorme Ansprüche an die Eigenschaften der eingesetzten Materialien. Darüber hinaus müssen in vielen Bereichen funktionale Materialien der nächsten Generation erst noch entwickelt werden.
Entscheidend ist dabei die Mikrostruktur der Materialien: ob bei Separatoren, Gasdiffusionsschichten oder Elektroden - die Mikrostruktur entscheidet maßgeblich über Effizienz, Performance und Lebensdauer der Systemkomponenten.
GeoDict bietet eine umfassende Lösung für die Entwicklung von Brennstoffzellen
GeoDict-Simulationen befassen sich mit den zentralen Themen der Brennstoffzellenmaterialforschung und den daraus resultierenden zweiphasigen Fluidströmungseigenschaften.
Mit GeoDict werden realistische 3D-Modelle der Mikrostruktur von Materialien, wie man sie in Elektrolyseuren und Brennstoffzellen (PEM, GDL, MPL, CL, Elektroden) findet, digital erzeugt. Daraufhin werden die entscheidenden Materialeigenschaften dieser Modelle charakterisiert. Ziel der Simulation ist es, jedes Material seinen Anforderungen entsprechend zu optimieren und die Leistungsfähigkeit der Energiematerialien zu verbessern.
Nutzen Sie die digitalen Möglichkeiten von GeoDict zur Materialentwicklung für Brennstoffzellen der nächsten Generation!
Flyer
GeoDict für Brennstoffzellen
Was bietet Ihnen GeoDict für die Materialentwicklung von Brennstoffzellen?
GeoDict in der Entwicklung von Brennstoffzellenmaterialien
Die GeoDict Lösung für die Brennstoffzellenforschung
GeoDict stellt Ihnen vielfältige Werkzeuge für die Simulation und Berechnung relevanter Parameter in der Brennstoffzellenforschung zur Verfügung:
- Geometrische Parameter: Porosität, Porengrößenverteilung, Oberfläche, Länge der Kontaktlinien, Tortuosität
- Leitungsparameter: Wärmeleitfähigkeit, thermischer Fluss, Temperaturverteilung, elektrische Leitfähigkeit, elektrischer Fluss, elektrostatische Potentialverteilung
- Sättigungsparameter: Sättigungsexponent, Kapillardruckkurve, variable Kontaktwinkel
- Diffusions- und Strömungsparameter: Permeabilität, Diffusivität, Gurley-Wert, Partikeladvektion und -Diffusion, Partikelkonzentration
GeoDict ist Teil der Spitzenforschung auf dem Gebiet der Brennstoffzelle, die im Rahmen von Horizon 2020 (EU-Förderung für Forschung und Innovation) finanziert und von führenden akademischen und industriellen Einrichtungen durchgeführt wird.
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