Brennstoffzellen-Prüfstand

Der zu liefernden betriebsfertige Teststand mit einer Herstellergarantie von mindestens einem Jahr ab dem Tag der Anlieferung vor Ort, dient der Untersuchung von PEM-Brennstoffzellen (5 cm2 bis 50 cm² aktive Fläche). Der Teststand soll die Durchführbarkeit von Brennstoffzellentests bei Strömen bis 120 Ampere (oder höher) und Spannungen bis 5 V (oder höher) gewährleisten können, und eine Leistung von 450 W (oder höher) ermöglichen. Der Betrieb muss voll automatisiert und unbeaufsichtigt möglich sein. Es werden übliche Untersuchungsmethoden der Elektrochemie und Brennstoffzellenforschung angewandt (Chronoamperometrie, Chronopotentiometrie, Impedanzspektroskopie, zyklische Voltammetrie). Zur Anwendung dieser Methoden soll ein Gamry Potentiostat (Ref 3000, Gamry Firmware Version 3.28, Softwareupdates möglich) verwendet werden. Dieser steht bereits in unserem Labor zur Verfügung und es muss daher Kompatibilität gewährleistet sein. Der Potentiostat ist nicht Teil der Leistungsbeschreibung. Die Bauteile im Kontakt mit den gasförmigen Medien Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoffmonoxid müssen korrosionsfest sein, um Degradationseffekte durch Teststandkomponenten zu vermeiden (d. h. es dürfen sich keine Elemente aus den Materialien herauslösen, die potenziell schädlich für Komponenten der Brennstoffzellen-Hardware sind ). Die Gaseinspeisung auf Anode und Kathode muss separat gesteuert werden können, wobei eine graduelle Umstellung des Gasflusses automatisch zwischen den jeweiligen Massendurchflussreglern erfolgen muss, um Druckstöße innerhalb der Gasleitungen sowie der Zelle zu vermeiden. Sowohl Anode als auch Kathode müssen mit Stickstoff bis 7.5 bar (10-5000 mL/min) gespült werden können. Zur Bestimmung der elektrochemisch aktiven Oberfläche mittels CO-strip Messungen muss die Zufuhr von Stickstoff (Reinheit 5.0), als auch von 10% Kohlenstoffmonoxid in Stickstoff bis 6 bar (10-100 mL/min) auf der Anode und Kathode ermöglicht werden. Die Anwendung spezieller Gase (z.B. Reformgas-ähnliche Gasmischungen aus Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff, zur Anwendung als Gas auf der Anode) muss sowohl auf der Anode als auch auf der Kathode möglich sein bis 6 bar (10-5000 mL/min bzw. 10 10000 mL/min auf der Anode bzw. Kathode). Die Zufuhr von Wasserstoff auf der Anode, sowie Sauerstoff und Druckluft auf der Kathode sind bis zu einem Druck von 7.5 bar (10-5000 mL/min) zu gewährleisten. Sowohl die Temperaturregelung als auch Druckregelung auf der Anode und Kathode müssen unabhängig voneinander geregelt werden können.