Modellierung und Simulation von Hochtemperatur ... - JuSER

a) Manifold-Domäne b) Zell-Domäne als poröse Voluminac) MEA-Domäne(in b) eingeschlossen)Abbildung 7.2: Unterschiedliche Stackdomänenporöse Volumina zu modellieren. Der elektrochemische Umsatz wird hierbei mit konstantenQuell- / Senktermen approximiert.Reaktanten- und KühlzellenFür die Modellierung der Strömung auf der Zellebene im Stack wurde das poröse Volumen-Modell angewandt, Abbildung 7.2-b. Wie bereits in Kapitel 6.2 beschrieben wurde, liegt dieprinzipielle Idee darin, die detaillierte Kanal-Steg-Struktur mit der dazugehörigen GDL inein homogenes und poröses Volumen umzuwandeln, das die äquivalenten globalen Eigenschaftenaufweist und dadurch die Strömungsmodellierung mittels der einfacheren Darcy-Gleichung erlaubt. Solch eine Modellierung ermöglicht eine signifikante Reduzierung derFiniten-Volumina.MEAFür die elektrochemischen Reaktionen an der MEA wird das zweidimensionale Dünnschichtmodellherangezogen, wobei jeweils Anode und Kathode durch aneinanderliegende Finite-Volumina miteinander gekoppelt sind, Abbildung 7.2-c. Die Zellspannung - auf die einzelneZelle bezogen - wird als konstant angenommen, während die Spannungen von Zelle zuZelle im Stack jedoch variieren können.79