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2016 | OriginalPaper | Buchkapitel

20. Stack Concepts for High Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells

verfasst von : Holger Janßen, Jen Supra, Werner Lehnert

Erschienen in: High Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Stationary and mobile applications are attractive applications for high temperature polymer electrolyte membrane fuel cells (HT-PEMFC). Examples for stationary applications are electricity and heat generation for households or uninterruptible power supply (UPS) systems. In the case of mobile applications the on board power supply with auxiliary power units (APUs) and backup power for the recreation area are most promising. In comparison to the low temperature PEMFC (operated at 60–80 °C) the operating temperature of a HT-PEMFC, which is between 120 and 200 °C, allows a more effective co-generation of power and heat. The higher temperature also leads to an improved tolerance to fuel impurities and a simpler system design [1]. Therefore applications where hydrogen is generated with reformer systems are ideally suited for a HT-PEMFC due to the increased CO tolerance [1, 2]. The majority of these demands have electric power requirements between some hundred Watt and the low kW range.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Zhang J, Xie Z, Tang Y et al (2006) High temperature PEM fuel cells. J Power Sources 160:872–891CrossRef Zhang J, Xie Z, Tang Y et al (2006) High temperature PEM fuel cells. J Power Sources 160:872–891CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Lee SJ, Mukerjee S, Ticianelli EA et al (1999) Electrocatalysis of CO tolerance in hydrogen oxidation reaction in PEM fuel cells. Electrochim Acta 44:3283–3293CrossRef Lee SJ, Mukerjee S, Ticianelli EA et al (1999) Electrocatalysis of CO tolerance in hydrogen oxidation reaction in PEM fuel cells. Electrochim Acta 44:3283–3293CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Janßen H, Supra J, Lüke L et al (2013) Development of HT-PEFC stacks in the kW range. Int J Hydrog Energy 38:4705–4713CrossRef Janßen H, Supra J, Lüke L et al (2013) Development of HT-PEFC stacks in the kW range. Int J Hydrog Energy 38:4705–4713CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Lüke L, Janßen H, Kvesić M et al (2012) Performance analysis of HT-PEFC stacks. Int J Hydrog Energy 37:9171–9181CrossRef Lüke L, Janßen H, Kvesić M et al (2012) Performance analysis of HT-PEFC stacks. Int J Hydrog Energy 37:9171–9181CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Pasel J, Meißner J, Porš Z et al (2007) Autothermal reforming of commercial Jet A-1 on a 5 kWe scale. Int J Hydrog Energy 32:4847–4858CrossRef Pasel J, Meißner J, Porš Z et al (2007) Autothermal reforming of commercial Jet A-1 on a 5 kWe scale. Int J Hydrog Energy 32:4847–4858CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Lüke L (2013) Analyse des Betriebsverhaltens von Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen, Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Energie & Umwelt/Energy & Environment Band/Volume 192. Dissertation, RWTH Aachen University. ISBN 978-3-89336-909-6 Lüke L (2013) Analyse des Betriebsverhaltens von Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen, Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Energie & Umwelt/Energy & Environment Band/Volume 192. Dissertation, RWTH Aachen University. ISBN 978-3-89336-909-6
9.
Zurück zum Zitat Verein Deutscher Ingenieure (Hrsg.) (2006) VDI-Wärmeatlas. 10. bearbeitete und erweiterte Auflage. Springer, BerlinCrossRef Verein Deutscher Ingenieure (Hrsg.) (2006) VDI-Wärmeatlas. 10. bearbeitete und erweiterte Auflage. Springer, BerlinCrossRef
10.
Zurück zum Zitat Supra J (2014) Kühlkonzepte für Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen-Stacks, Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Energie & Umwelt/Energy & Environment Band/Volume 209. Dissertation, RWTH Aachen University. ISBN 978-3-89336-946-1 Supra J (2014) Kühlkonzepte für Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen-Stacks, Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Energie & Umwelt/Energy & Environment Band/Volume 209. Dissertation, RWTH Aachen University. ISBN 978-3-89336-946-1
11.
Zurück zum Zitat Jensen H-C B, Kær SK (2011) Boundary model-based reference control of blower cooled high temperature polymer electrolyte membrane fuel cells. Int J Hydrog Energy 36:5030–5037CrossRef Jensen H-C B, Kær SK (2011) Boundary model-based reference control of blower cooled high temperature polymer electrolyte membrane fuel cells. Int J Hydrog Energy 36:5030–5037CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Kurz T, Keller J (2011) Heat management in a portable high temperature PEM fuel cell module with open cathode. Fuel Cells 11:518–525CrossRef Kurz T, Keller J (2011) Heat management in a portable high temperature PEM fuel cell module with open cathode. Fuel Cells 11:518–525CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Andreasen SJ, Ashworth L, Menjón Remón IN et al (2008) Directly connected series coupled HTPEM fuel cell stacks to a Li-ion battery DC bus for a fuel cell electrical vehicle. Int J Hydrog Energy 33:7137–7145CrossRef Andreasen SJ, Ashworth L, Menjón Remón IN et al (2008) Directly connected series coupled HTPEM fuel cell stacks to a Li-ion battery DC bus for a fuel cell electrical vehicle. Int J Hydrog Energy 33:7137–7145CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Andreasen SJ, Kær SK (2008) Modelling and evaluation of heating strategies for high temperature polymer electrolyte membrane fuel cell stacks. Int J Hydrog Energy 33:4655–4664CrossRef Andreasen SJ, Kær SK (2008) Modelling and evaluation of heating strategies for high temperature polymer electrolyte membrane fuel cell stacks. Int J Hydrog Energy 33:4655–4664CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Andreasen SJ, Kær SK (2007) 400 W high temperature PEM fuel cell stack test. ECS Trans 5:197–207CrossRef Andreasen SJ, Kær SK (2007) 400 W high temperature PEM fuel cell stack test. ECS Trans 5:197–207CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Asghari S, Akhgar H, Imani BF (2011) Design of thermal management subsystem for a 5kW polymer electrolyte membrane fuel cell system. J Power Sources 196:3141–3148CrossRef Asghari S, Akhgar H, Imani BF (2011) Design of thermal management subsystem for a 5kW polymer electrolyte membrane fuel cell system. J Power Sources 196:3141–3148CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Squadrito G, Giacoppo G, Barbera O et al (2010) Design and development of a 7kW polymer electrolyte membrane fuel cell stack for UPS application. Int J Hydrog Energy 35:9983–9989CrossRef Squadrito G, Giacoppo G, Barbera O et al (2010) Design and development of a 7kW polymer electrolyte membrane fuel cell stack for UPS application. Int J Hydrog Energy 35:9983–9989CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Kvesic M (2012) Modellierung und Simulation von Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen, Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Energie & Umwelt/Energy & Environment Band/Volume 158. Dissertation, RWTH Aachen University. ISBN 978-3-89336-835-8 Kvesic M (2012) Modellierung und Simulation von Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen, Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Energie & Umwelt/Energy & Environment Band/Volume 158. Dissertation, RWTH Aachen University. ISBN 978-3-89336-835-8
19.
Zurück zum Zitat Bendzulla A (2010) Von der Komponente zum Stack: Entwicklung und Auslegung von HT-PEFC-Stacks der 5 kW-Klasse, Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Energie & Umwelt/Energy & Environment Band/Volume 69. Dissertation, RWTH Aachen University. ISBN 978-3-89336-634-7 Bendzulla A (2010) Von der Komponente zum Stack: Entwicklung und Auslegung von HT-PEFC-Stacks der 5 kW-Klasse, Schriften des Forschungszentrums Jülich, Reihe Energie & Umwelt/Energy & Environment Band/Volume 69. Dissertation, RWTH Aachen University. ISBN 978-3-89336-634-7
22.
Zurück zum Zitat Supra J, Janßen H, Lehnert W et al (2013) Temperature distribution in a liquid-cooled HT-PEFC stack. Int J Hydrog Energy 38:1943–1951CrossRef Supra J, Janßen H, Lehnert W et al (2013) Temperature distribution in a liquid-cooled HT-PEFC stack. Int J Hydrog Energy 38:1943–1951CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Samsun RC, Pasel J, Janßen H et al (2014) Design and test of a 5kWe high-temperature polymer electrolyte fuel cell system operated with diesel and kerosene. Appl Energy 114:238–249CrossRef Samsun RC, Pasel J, Janßen H et al (2014) Design and test of a 5kWe high-temperature polymer electrolyte fuel cell system operated with diesel and kerosene. Appl Energy 114:238–249CrossRef
Metadaten
Titel
Stack Concepts for High Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells
verfasst von
Holger Janßen
Jen Supra
Werner Lehnert
Copyright-Jahr
2016
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-17082-4_20