Fuel Cell System Efficiency Increase by the Use of Expansion Turbines

Der Artikel untersucht die Effizienzverbesserungen von Brennstoffzellensystemen für mobile Anwendungen durch die Integration von Expansionsturbinen mit Kathodenluftkompressoren. Es unterstreicht die deutliche Reduzierung des Strombedarfs und die allgemeine Steigerung der Systemeffizienz, die durch diese Integration erreicht wurden. Die Studie konzentriert sich auf Polymerelektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFCs) und beschreibt die Optimierung von Verdichter- und Turbinenkonstruktionen, einschließlich des Einsatzes von Turbinen mit variabler Geometrie (VGTs). Der Ansatz des Design-of-Experiments (DoE) wird angewandt, um die Systemeffizienz unter verschiedenen Betriebsbedingungen und Einschränkungen zu maximieren. Der Artikel vergleicht auch die Effizienz einzelner Kompressoren mit denen mehrerer Kompressoren und zeigt die Vorteile der Verwendung eines großen Kompressors gegenüber zwei kleineren Kompressoren auf. Die Forschung wird durch Fahrzeugsimulationen und Prüfstandsinfrastruktur validiert, was sie zu einer umfassenden Ressource für Fachleute vor Ort macht.