Um ein besseres Verständnis für die Vorgänge und Einflussparameter innerhalb eines solchen Membranbefeuchters zu erhalten, wurde am Lehrstuhl für Anlagen- und Prozesstechnik ein Prüfstand aufgebaut, in welchem die Wassertransporteigenschaften von Membranen bei den in PEM-Brennstoffzellen vorherrschenden Bedingungen untersucht werden können [1, 2]. Dabei werden die Betriebsparameter Druck, Temperatur, Differenz der relativen Feuchtigkeit und Strömungsgeschwindigkeit varriert und der Wasserfluss über verschiedene Membranmaterialien hinweg gemessen.
Auf Basis der experimentellen Daten wird ein Modell zur Vorhersage des Wassertransportes in Membranbefeuchtern bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen, geometrischen Parametern und Strömungsführungen entwickelt [3, 4]. Neben dem Einblick in den Einfluss der Betriebsparameter soll das Modell auch eine Optimierung der Strömungsführung in den Flussfeldern des Membranbefeuchters im Bezug auf maximalen Wasserfluss und minimalen Druckverlust ermöglichen.
[1] Cahalan, T., Rehfeldt, S., Bauer, M., Becker, M., Klein, H.: Experimental set-up for analysis of membranes used in external membrane humidification of PEM fuel cells. International Journal of Hydrogen Energy, 41(31), 13666-13677. 2016
[2] Wolfenstetter, F., Kreitmeir, M., Schoenfeld, L., Klein, H., Becker, M., Rehfeldt, S.: Experimental study on water transport in membrane humidifiers for polymer electrolyte membrane fuel cells. International Journal of Hydrogen Energy, 2022
[3] Cahalan, T., Rehfeldt, S., Bauer, M., Becker, M., & Klein, H.: Analysis of membranes used in external membrane humidification of PEM fuel cells. International Journal of Hydrogen Energy, 42(22), 15370-15384. 2017
[4] Wolfenstetter, F., Neumann, M., Rehfeldt, S., Bauer, M., Becker, M., Klein, H.: Modellierung des Wärme- und Stofftransports in Membranbefeuchtern für PEM-Brennstoffzellen. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppe Membrantechnik. 2019
