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Identification of critical parameters for PEMFC stack performance characterization and control strategies for reliable and comparable stack benchmarking

Mitzel, Jens und Gülzow, Erich und Kabza, Alexander und Hunger, Jürgen und Araya, Samuel und Piela, Piotr und Alecha, Iker und Tsotridis, Georgios (2016) Identification of critical parameters for PEMFC stack performance characterization and control strategies for reliable and comparable stack benchmarking. International Journal of Hydrogen Energy, 41 (46), Seiten 21415-21426. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2016.08.065. ISSN 0360-3199.

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Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319916324235

Kurzfassung

This paper is focused on the identification of critical parameters and on the development of reliable methodologies to achieve comparable benchmark results. Possibilities for control sensor positioning and for parameter variation in sensitivity tests are discussed and recommended options for the control strategy are summarized. This ensures result comparability as well as stable test conditions. E.g., the stack temperature fluctuation is minimized to about 1 °C. The experiments demonstrate that reactants pressures differ up to 12 kPa if pressure control positions are varied, resulting in an average cell voltage deviation of 21 mV. Test parameters simulating different stack applications are summarized. The stack demonstrated comparable average cell voltage of 0.63 V for stationary and portable conditions. For automotive conditions, the voltage increased to 0.69 V, mainly caused by higher reactants pressures. A benchmarking concept is introduced using “steady-state” polarization curves. The occurring 20 mV hysteresis effect between the ascending and descending polarization curve can be corrected calculating the mean value of both voltages. This minimizes the influence of preceding load levels, current set points, and dwell times.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/108029/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Identification of critical parameters for PEMFC stack performance characterization and control strategies for reliable and comparable stack benchmarking
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mitzel, JensJens.Mitzel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8137-9689NICHT SPEZIFIZIERT
Gülzow, ErichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kabza, AlexanderZSWNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hunger, JürgenZSWNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Araya, SamuelAAUNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Piela, PiotricriNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alecha, IkerCidetecNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tsotridis, GeorgiosJRCNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 August 2016
Erschienen in:International Journal of Hydrogen Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:41
DOI:10.1016/j.ijhydene.2016.08.065
Seitenbereich:Seiten 21415-21426
Verlag:Elsevier
ISSN:0360-3199
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Polymer electrolyte membrane fuel cell Stack benchmarking Critical parameters Parameter control Test operating conditions “Steady-state” polarization curve
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Brennstoffzellen
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E EV - Energieverfahrenstechnik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse (Brennstoffzellen) (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Elektrochemische Energietechnik
Hinterlegt von: Mitzel, Dr. Jens
Hinterlegt am:22 Nov 2016 13:01
Letzte Änderung:03 Nov 2023 07:35

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