Inbetriebnahme eines Brennstoffzellensystems und Planung von Versuchen zum Einsatz dessen in flugtechnischen Anwendungen

Abstract

Angesichts des immer weiter voranschreitenden Klimawandels ist es notwendig möglichst schnell Klimaneutralität zu erreichen. Dazu muss auch die Luftfahrt ihren Beitrag leisten. Daher soll im Rahmen dieser Thesis ein neu konzipiertes Brennstoffzellensystem für die Luftfahrt in Betrieb genommen werden. Der Prüfstand ist modular aufgebaut und kann mit zwei verschiedenen Kathodensystemen betrieben werden. Das integrierte Kathodensystem arbeitet mit bereits verdichteter Luft, während das Luftversorgungsmodul (LVM) mit zu verdichtender Umgebungsluft arbeitet. Die Inbetriebnahme teilt sich in drei Teile auf. Zu Beginn werden bereits bekannte Fehler am Prüfstand behoben. Anschließend soll der Prüfstand bis zur Nennleistung in Betrieb genommen und eine erste Polarisationskurve aufgenommen werden. Währenddessen erfolgt die Versuchsplanung für die Aufnahme von Polarisationskurven nach FCTESQA bei verschiedenen Drücken und Temperaturen unter der Berücksichtigung von einschränkenden Faktoren, wie Massenstrom und Temperatur, des LVM-Verdichters. Aufgrund fortlaufender Probleme konnte die Inbetriebnahme mit dem integrierten Kathodensystem bis etwa 58 % der Nennleistung erfolgen. Mit dem LVM waren etwa 28 % der maximal möglichen Leistung abrufbar. Eine erste Polarisationskurve bis zu einem Laststrom von I = 130 A konnte mit dem integrierten Kathodensystem aufgenommen und ausgewertet werden. Durch Anpassungen, welche in der Thesis angesprochen werden, lassen sich diese noch bestehenden Probleme allerdings beheben.