Selbstregulation des Flüssigkeits- und Energiehaushaltes eines portablen DMFC-Systems (Direct Methanol Fuel Cell) durch Nutzung von Oberflächenkräften
Erfinder:
Ulrike Krewer, Maik Kraus
Branchen:
Prüftechnik, Materialprüfung
Angebote:
Lizensierung, Verkauf
Die Erfindung löst das technische Problem des autonomen Betriebes von portablen DMFC-Systemen. Durch den Charakter der Erfindung kann ein DMFC System, unabhängig von seiner Lage, kontinuierlich als Feed-Forward gesteuertes System betrieben werden. Dabei kann es dank der Erfindung zu keiner ungewollten Akkumulation von Flüssigkeit im System kommen, da diese über Druckabhängigkeiten selbst regulierend ist. Ein meist lageabhängiger Flüssigkeitspegelsensor ist somit nicht mehr notwendig.
Legende:
101 Portable Brennstoffzelle
102/ 103 Zellstapel aus Anode und Kathode
105/ 106 Kühler
107 Entgaser
108 Kondensator
109 Zirkulationspumpe
110 Mischer
111 Methanol-Pumpe
112 Behälter Methanol
113 Kathodenkreislauf
Die Figur zeigt schematisch den Aufbau einer portablen Brennstoffzelle. Die lageunabhängigen Separatoren können zur gezielten Abgastrennung als auch zur gezielten Flüssigkeitsrückgewinnung genutzt werden. Für die Realisierung dieser Effekte werden Strukturen im Mikrometerbereich mit unterschiedlichen Benetzungseigenschaften kombiniert. Der Flüssigkeitsabscheider ist so ausgelegt, dass zumindest eine Kapillarkraft in dem zumindest einen Flüssigkeitsabführkanal eine Vernachlässigung einer Gravitationskraft erlaubt.
Vorteile:
Das portable Brennstoffzellensystem stellt hinsichtlich des Einsatzes mehr Freiheitsgerade zur Verfügung als die bisher bekannten Systeme, was bei einer Lagenänderung keine Einschränkung der Betriebsfähigkeit zur Folge hat.
Legende:
101 Portable Brennstoffzelle
102/ 103 Zellstapel aus Anode und Kathode
105/ 106 Kühler
107 Entgaser
108 Kondensator
109 Zirkulationspumpe
110 Mischer
111 Methanol-Pumpe
112 Behälter Methanol
113 Kathodenkreislauf
Die Figur zeigt schematisch den Aufbau einer portablen Brennstoffzelle. Die lageunabhängigen Separatoren können zur gezielten Abgastrennung als auch zur gezielten Flüssigkeitsrückgewinnung genutzt werden. Für die Realisierung dieser Effekte werden Strukturen im Mikrometerbereich mit unterschiedlichen Benetzungseigenschaften kombiniert. Der Flüssigkeitsabscheider ist so ausgelegt, dass zumindest eine Kapillarkraft in dem zumindest einen Flüssigkeitsabführkanal eine Vernachlässigung einer Gravitationskraft erlaubt.
Vorteile:
Das portable Brennstoffzellensystem stellt hinsichtlich des Einsatzes mehr Freiheitsgerade zur Verfügung als die bisher bekannten Systeme, was bei einer Lagenänderung keine Einschränkung der Betriebsfähigkeit zur Folge hat.
weitere Informationen
Hintergrund
Heute bekannte kommerzielle portable DMFC-Systeme sind ohne zusätzliche Batterie nicht in der Lage, orientierungsunabhängig zu arbeiten. Des Weiteren gibt es Schwierigkeiten in der Stabilisierung des Wasserhaushaltes.
Marktpotential
Prinzipiell ist das Verfahren in unterschiedlichen Arten von Brennstoffzellen anwendbar, wie z. B. alkalische, Polymer-Elektrolyt-, Ameisensäure-Phosphorsäure-, Schmelzkarbonat-, Festoxid-, Kohlenstoff- und Magnesium-Luft-Brennstoffzellen.
Entwicklungsstand
Prototyp
Dateien
Ansprechpartner Schutzrechte
Dr. rer. nat. Karen Henning
Universitätsplatz 2
39106
Magdeburg
Tel.:+49 391 6752091