Download præsentationen
Præsentation er lastning. Vent venligst
Offentliggjort afChristina Dideriksen Redigeret for ca. et år siden
1
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 1 Regulering af Brændselscellesystem Søren Juhl Andreasen 24. november 2009
2
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 2 Agenda Introduktion HTPEM-brændselsceller Brændselscelleapplikationer Metanolreforming Elektrokemisk impedansspektroskopi
3
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 3 Projekt
4
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 4 Dokumentation International Journal of Hydrogen Energy, 2009, vol. 33, p. 7137-7145 : Directly connected series coupled HTPEM fuel cell stacks to a Li-ion battery DC bus for a fuel cell electrical vehicle International Journal of Hydrogen Energy, 2009, vol. 33, p. 4655-4664 : Modeling and Evaluation of Heating Strategies for High Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Stacks Electrochemical Society Transactions, 2008, vol. 12, nr. 1, p. 571-578 : Experimental Evaluation of a Pt-based Heat Exchanger Methanol Reformer for a HTPEM Fuel Cell Stack Electrochemical Society Transactions, 2008, vol. 12, nr. 1, p. 639-650 : Modeling and Implementation of a 1 kW, Air Cooled HTPEM Fuel Cell in a Hybrid Electrical Vehicle Fuel Cells, 2009, Vol. 9, Issue 4, p. 463-473 : Characterization and Modeling of a High Temperature PEM Fuel Cell Stack using Electrochemical Impedance Spectroscopy Journal of Fuel Cell Science and Technology, 2009, Vol.6 issue 4 p. 041006-(1-8) : Dynamic Model of the High Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cell Stack Temperature Conference on Power Electronics and Applications, 2007, Proceedings EPE 2007 : Design of Propulsion System for a Fuel Cell Vehicle Electrochemical Society Transactions, 2007, vol. 5, nr. 1, p. 197-207 : 400 W High Temperature PEM Fuel Cell Stack Test Main publications Ph.D. Thesis : Design and Control of High Temperature PEM Fuel Cell System, ISBN: 87-89179-78-1
5
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 5 Agenda Introduktion HTPEM-brændselsceller Brændselscelleapplikationer Metanolreforming Elektrokemisk impedansspektroskopi
6
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 6 Højtemperatur PEM fuel cells Højtemperatur PBI-baseret PEM FC Membran polymer: PBI (polybenzimidazole) Protonleder : H 3 PO 4 (Phosphoric acid) FC temperatur: 120-200 o C Besdt performance: 160-180 o C Fordele Mindre kompleks end <100ºC membraner CO tolerant op til 2-3% Ingen befugtning = Simpelt stak- og systemdesign Køling ukompliceret i de fleste omgivelseser Ulemper Lavere cellespænding end LTPEM, højere end DMFC Lang opvarmningstid pga. af høje temperaturer Flydende vand er uønsket
7
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 7 System design
8
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 8 www.serenergy.dk Fra prototype til kommercielt produkt
9
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 9 Agenda Introduktion HTPEM-brændselsceller Brændselscelleapplikationer Metanolreforming Elektrokemisk impedansspektroskopi
10
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 10 GMR Truck – Systemtilstande Primære tilstande Start-up Power generation Shutdown Error
11
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 11 Opvarmningsstrategier
12
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 12 Systemopvarmning GMR truck Inlet temperature : 130-160°C Air flow : 400 L/min
13
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 13 Temperaturregulering Krav til luftforsyning: Feedforward - Minimum luft flow afhænger af FC strøm PI-regulator - Temperaturregulering
14
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 14 Direkte FC / batteriforbindelse
15
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 15 Hybrid drift Under accelerationer falder batteri- spændingen; brændselscellestrømmen stiger Forskelle i temperaturer er synlig i performance
16
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 16 Agenda Introduktion HTPEM-brændselsceller Brændselscelleapplikationer Metanolreforming Elektrokemisk impedansspektroskopi
17
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 17 Hydrogen vs. methanol Behov for løsninger ang. H 2 -lagring Komprimeret H 2 Metalhydridlager Flydende H 2 Den volumetriske energitæthed for H 2 er lav
18
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 18 Hydrogen system vs. reformer system Hydrogen baseret HTPEM fuel cell system Fuel Cell H2H2 ValvesAir in Air out H 2 in H 2 out 100% H 2 Fuel Cell Fuel tank CH 3 OH+H 2 O Air out H 2, CO 2, CO, H 2 O H 2 out Reformer Evaporator Burner Air in H 2 in CH 3 OH+H 2 O (steam) Fuel pump Metanolreformer baseret HTPEM fuel cell system eksempel Burner air
19
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk Katalyst coated varmeveksler: Velkendt komponent Kompakt God varmeovergang Lav termisk masse 19 Eksperimentel reformer setup Fuel flow estimator
20
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 20 Agenda Introduktion HTPEM-brændselsceller Brændselscelleapplikationer Metanolreforming Elektrokemisk impedansspektroskopi
21
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 21 Elektrokemisk impedansspektroskopi Electrokemisk impedansspektroskopi er en måleteknik der kan bruges til f.eks. udledning af ækvivalent kredsløbsmodeller. EIS er en effektiv teknik til udledning af ”predictive models” Kan benyttes til online diagnose af brændselsceller (samt mange andre elektrokemiske celler)
22
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 22 Electrochemical impedance spectroscopy Påvirkningen af reformatgas kan også ses på EIS målinger. Z=α+jβ
23
www.iet.aau.dk Søren Juhl Andreasen© Aalborg University 2009 sja@iet.aau.dk 23 Regulering af Brændselscellesystem Søren Juhl Andreasen 24. november 2009
Lignende præsentationer
© 2024 SlidePlayer.dk Inc.
All rights reserved.