Modellierung und Simulation der elektrischen Widerstände in einer Polymerelektrolytmembran-Elektrolyse-Zelle

Aufgabengebiet
Nach dem Energiekonzept der Bundesregierung werden erneuerbare Energien die tragende Säule unseres zukünftigen Energiemixes bilden. Speichertechnologien spielen dabei eine Schlüsselrolle zur Sicherstellung der Versorgungssicherheit angesichts des fluktuierenden Stromanfalls aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Solar. Ausgesprochen interessant ist die Speicherung erneuerbaren Stroms in Form von Wasserstoff, der mittels Wasserelektrolyse aus regenerativ erzeugtem Strom produziert wird (Power-to-Gas), wofür die sogenannte Polymerelektrolytmembran-Elektrolyse besonders geeignet ist. Damit eine hohe Effizienz des Elektrolyseprozesses erreicht werden kann, müssen ohmsche Verluste innerhalb der Zelle, insbesondere durch Kontaktwiderstände, minimiert werden. Hierzu soll im Rahmen dieser Arbeit eine komplette Elektrolysezelle inklusive aller Übergangswiderstände elektrisch modelliert werden, wobei ein bereits bestehendes Widerstandsnetzwerkmodell genutzt werden soll.

Aufgabenbeschreibung

Literaturrecherche und Konzeptentwicklung zur Modellierung der elektrischen Leitfähigkeit innerhalb der Elektrolysezelle mit Berücksichtigung aller auftretenden Übergangswiderstände
Erweiterung eines bereits bestehenden Widerstandsnetzwerkmodells auf unterschiedliche Zellgeometrien, Zellbestandteile und Zellparameter
Durchführung von Sensitivitätsanalysen mit dem Modell zur Charakterisierung des Einflusses einzelner Parameter des Zellaufbaus und der Zellverschaltung auf die elektrischen Verluste

Weitere Informationen

Unternehmen

Thesius Inspiration

Bereich/Abteilung

IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik

Abschlussart

Bachelorarbeit

Branche

Elektrotechnik

Schlagwörter

Python Maschinenbau Informatik Elektrotechnik Widerstände Simulation Modellierung

Anforderungen

Sie studieren Elektrotechnik, Informatik, Maschinenbau oder einen vergleichbaren Studiengang. Sie haben grundlegende Programmierkenntnisse in einer beliebigen Programmiersprache, bevorzugt in einer objektorientierten Programmiersprache, idealerweise in Python. Sie zeichnen sich darüber hinaus durch eine selbstständige und analytische Arbeitsweise aus und verfügen über gute Englischkenntnisse.

Zusatzinformationen

Master- oder Diplomarbeit

Ausschreibendes Institut: IEK-3 - Elektrochemische Verfahrenstechnik
Kennziffer: D119/2014, Elektrotechnik, Informatik

Beginn der Arbeit: 01.10.2014 / nach Vereinbarung

Ansprechpartner:

Dipl.-Phys. Michael Höh
Institut für Energie- und Klimaforschung
Elektrochemische Verfahrenstechnik (IEK-3) - Brenngaserzeugung und Systeme
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich

Telefon: +49-2461-61 9842
E-Mail: m.hoeh@fz-juelich.de
http://www.fz-juelich.de/iek/iek-3/

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