Bevochtiging van brandstofcellen

Proces oplossing

De Bronkhorst-oplossing bestaat in principe uit een temperatuur gecontroleerd mix- en verdampingsapparaat (CEM-systeem) dat wordt gebruikt om een gecontroleerde flow waterdamp te genereren, die naar de brandstofcel wordt toegevoerd. Waterstof en zuurstof (of lucht) fungeren als draaggas voor de waterdampflow. In dit CEM-systeem regelen EL-FLOW Select of EL-FLOW Prestige thermische massaflowregelaars de gasflows van waterstof, zuurstof/lucht, terwijl mini CORI-FLOW of LIQUI-FLOW vloeistofflowregelaars de waterflow verzorgen. De flows van deze instrumenten komen binnen in de CEM-unit waar het damp-/gasmengsel wordt gegenereerd.

Het doel van de R&D uitgevoerd in de testbanken van de brandstofcel is het optimaliseren van de afzonderlijke componenten (elektrolytmembraan, aantal stapels) en de procescondities van de brandstofcel. Waterstof-, zuurstof-, lucht- en waterflows - en hun verhoudingen - zijn ingangsparameters en de prestaties van de brandstofcel in de vorm van celspanning en -flow worden als uitgangsparameters gemeten.
Vragen die moeten worden beantwoord zijn bijvoorbeeld: wat gebeurt er als er te veel waterstof of lucht wordt toegevoegd, welke invloed heeft de vochtgraad, wat is de rol van de verschillende soorten membranen? 
 

De gasflows van de EL-FLOW Select of EL-FLOW Prestige instrumenten zijn aangepast aan het specifieke gebruik. Een hoge nauwkeurigheid met een zo laag mogelijk drukverschil is vereist, en deze thermische gasflowmeters zijn hier geschikt voor. Wat de waterdamptoevoer betreft, kunnen we een zeer hoge regelstabiliteit genereren, die voornamelijk berust op de mengklep in de CEM.
In deze toepassing, voor single stack onderzoek, is het typische water flowbereik 100 tot 1000 gram per uur geleverd aan de brandstofcel, met bijpassende hoeveelheden zuurstof en waterstof draaggas zodat de relatieve luchtvochtigheid in het 5 tot 95% bereik ligt. Daarnaast is het technisch mogelijk om de waterflow tot 1 gram per uur te regelen.

Sommige brandstofcellen zullen uiteindelijk in de praktijk met een verhoogde druk en met een zo gering mogelijk drukverschil over het membraan worden bediend, dus met een gelijke druk aan beide zijden van de elektrode. De huidige opstelling voor single stack onderzoek is zodanig dat een drukbereik tot 100 bar mogelijk is - voor specifieke soorten membranen die beter zullen presteren bij hogere drukken. De absolute druk en het drukverschil worden gecontroleerd door Bronkhorst IN-PRESS instrumenten. Het Bronkhorst CEM systeem wordt meestal gebruikt voor nauwkeurige lage waterflows zoals gebruikt in single stacks, tot 1000 g/h water.