OptiKath - Leistungsdichtesteigerung durch Kathodenpfadoptimierung bei Niedertemperatur-Polymerelektrolytbrennstoffzellen

Abstract

Das Projekt OptiKath ist abgeschlossen. Gestartet mit dem Ziel, durch Optimierungen am Kathodenpfad ein auf Nutzfahrzeuge optimiertes PEM Brennstoffzellensystem für den Einsatz in PKW anzupassen, wurde ein Aggregat entwickelt, gebaut und erprobt, bei dem die Ansaugluft durch eine Kombination von Wassereinspritzung und Kathodenluft-Rezirkulation konditioniert wird. Dadurch können voluminöse Bauteile wie Membran-Befeuchter und Ladeluftkühler ersetzt werden. Neben der Erprobung auf dem Prüfstand entstand ein 3D CAD-Modell, das den Einbau in ein PKW-Chassis zeigt und eine mögliche Leistungsdichte von mehr als 0,6 kW/l nachweist. The OptiKath project has been successfully completed. Initiated with the goal of adapting a PEM fuel cell system optimized for commercial vehicles for use in passenger cars through optimizations of the cathode path, a unit was developed, built, and tested in which the intake air is conditioned by a combination of water injection and cathode air recirculation. This approach allows for the replacement of voluminous components such as membrane humidifiers and charge air coolers. In addition to extensive testing on the test bench, a 3D CAD model was created, demonstrating the integration into a passenger car chassis and proving a potential power density of more than 0.6 kW/l.