Modellierung und Simulation (MUS)
Wissenschaftliche Kernkompetenzen der Abteilung orientieren sich an den Erfordernissen von elektrochemischen Niedertemperaturwandlern und liegen auf den Gebieten der Modellierung und Simulation. Damit ist die Abteilung in der Lage, funktionale Schichtsysteme für Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) auszulegen. Darüber hinaus werden die komplexen Funktionszusammenhänge, welche das Betriebsverhalten von Zellen und Stacks beeinflussen, modelliert und simuliert. Nicht-deterministische Mikrostrukturen poröser Komponenten haben Auswirkungen auf makroskopischen Skalen berücksichtigt werden. Die systematische Betrachtung skalenübergreifender Zusammenhänge wird durch Methoden des Maschinellen Lernens unterstützt. Des Weiteren werden skalenübergreifende Gesamtsystemmodelle entwickelt, um Forschungs- und Entwicklungsziele zu formulieren und fokussieren.
Transportprozesse in porösen Komponenten
Der elektrochemische Umsatz bei Brennstoffzellen und Elektrolyseuren findet auf kleinen räumlichen Skalen im Nanometer-Bereich statt. Unter verfahrenstechnischen Aspekten sind das funktionale Schichten, die aus makroskopischer Sicht gewisse homogene Transporteigenschaften aufweisen.
Open Source Zell- und Stacksimulationen mit Computational Fluid Dynamics (CFD)
Ein Fokus ist die Modellierung und Simulation von der Zellkomponente bis zum Stack. Neben verschiedenen Simulationsmethoden, angepasst an die Aufgabenstellung, ist die Methoden- und Skalenkopplung eine wesentliche Herausforderung, welcher sich die Abteilung gestellt hat.
Wirkungsgradoptimierung von Polymerelektrolyt Elektrolyseuren durch Temperatur- und Druckvariation
Aufgrund der geringen, natürlichen Verfügbarkeit des als Katalysator verwendeten Iridiums, benötigt es einer deutlichen Verbesserung der massenspezifischen Leistung von sauren Polymerelektrolytmembran (PEM) Elektrolyseuren.
