Zuverlässige Erkennung von Brennstoffzellen-Schäden (SAFEREF)

Im geplanten Forschungsvorhaben SAFEREF wird eine Sensortechnik zur frühzeitigen und zuverlässigen Detektion zellschädigender, auf lokalem Wasserstoffmangel basierender Betriebsbedingungen von Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC) entwickelt.

Dazu werden in die MEA Dynamische-Wasserstoff-Referenzelektroden (DHE) integriert sowie eine Anoden-Sensor-Einheit (ASE) zur Charakterisierung der Eigenschaften des Gasgemisches im Rezirkulationszweig der Anode entwickelt.

Mit der ASE sollen die Gasparameter Druck, Temperatur, Durchfluss und Konzentration gemessen werden. Schwerpunkt der Entwicklung ist ein auf MEMS basierender Temperaturleitfähigkeitssensor zur korrelativen Ermittlung der Gaszusammensetzung aus verschiedenen physikalischen Gasparametern. Die entsprechenden Messwerte gehen in die dynamische Adaptierung des Gaskonversionsfaktors zur Korrektur des Strömungssignals des ebenfalls zu entwickelnden thermischen Massenstromsensors ein, um eine erhöhte Messgenauigkeit des Gasmengenstroms zu erzielen. Zudem wird ein leicht in bestehende PEMFC-Systeme integrierbares Gehäuse unter Berücksichtigung der thermischen und strömungstechnischen Anforderungen entwickelt. Alle Entwicklungsschritte werden auf Funktionalität und Langzeitstabilität hin überprüft.