View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

2.3 Identifikation von Optimierungspotentialen bezüglich der Zellleistung 31
Tabelle 2.5: Q1D-Modellparameter des Basisfalls
b : 42 [mV]
i : 3,66 [A/cm²]
∗
R ~ : 0,17 [Ωcm²]
− ln k 0
: 11,32 [-]
f / i
G0
(hohe Überspg.) : 0,89 [1/(A/cm²)]
λ
f / i
G0
(geringe Überspg.) : 0,50 [1/(A/cm²)]
λ
Bild 2.14 zeigt die resultierende Spannungs-Stromdichte-Kennlinie mit dem entsprechenden
Verlauf der flächenspezifischen Leistung. Für den Basisfall werden zwei Betriebspunkte
definiert. Für stationäre Anwendungen wird als Auslegungspunkt bevorzugt eine Zellspannung
zwischen 600 mV und 700 mV gewählt. Der erste Betriebspunkt wird deshalb bei 700 mV
festgelegt. Bei dieser Zellspannung beträgt der auf den Brennwert bezogene Wirkungsgrad
circa 47 %. Der zweite Betriebspunkt liegt in dem Punkt maximaler flächenspezifischer Zellleistung
(557 mW/cm²). Die zugehörige Spannung beträgt 475 mV, der Wirkungsgrad circa
32 %.
1000
600
Spannung [mV]
900
800
700
600
500
400
300
200
100
Betriebspunkt 1
Spannung
Betriebspunkt 2
spez. Leistung
540
480
420
360
300
240
180
120
60
flächenspez. Leistung [mW/cm²]
0
0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6
Stromdichte [A/cm²]
Bild 2.14: Abhängigkeit der Zellspannung und der flächenspezifischen Leistung von der
Stromdichte im Basisfall