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Chemistry

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Die Proton Exchange Membrane PEM Brennstoffzelle Inhalt 1. Einleitung. 2 2. Geschichte. 3 2.1 Erste Anwendungen der Brennstoffzelle. 3 2.2 Geschichte der PEM Brennstoffzelle. 4 3. Einführung in die Wasserstofftechnik­. 4 3.1 Allgemeines über Wasserstoff: 4 3.2 Gewinnung von Wasserstoff:

Grundlagenpraktikum Physikalische Chemie

Versuch 6: Kennlinie und Wirkungsgrad von PEM- Brennstoffzelle und PEM-Elektrolyseur


Inhaltsverzeichnis




Ziel des Versuchs

Mit Hilfe der Versuchsaufbauten sollen die charakteristischen Strom-Spannungs-Kennlinien einer PEM-Brennstoffzelle und eines PEM-Elektrolyseurs aufgenommen werden.

Dabei können die elektrischen Eigenschaften dieser untersucht werden, dazu wird bei der Strom-Spannungs-Kennlinie des PEM-Elektrolyseurs zusätzlich die Zersetzungsspannung Uz bestimmt. Die Strom-Spannungs-Kennlinie der PEM-Brennstoffzelle wird über verschiedene Lastwiderstände aufgenommen.

Anschließend wird der Wirkungsgrad über die Quantifizierung der erzeugten Gasmengen, mit vorgegebener Stromstärke, beim PEM-Elektrolyseur und der verbrauchten Gasmengen, mit vorgegebenem Lastwiderstand, bei der PEM-Brennstoffzelle bestimmt und mit den theoretischen Werten verglichen.

Theorie

Über eine Membran-Elektroden-Einheit wird bei dem PEM-Elektrolyseur, elektrische in chemische Energie, sowie bei der PEM-Brennstoffzelle, chemische in elektrische Energie, umgesetzt.

Die Protonenaustauschmembran (Protonen-Exchange-Membrane), kurz PEM, wird an beiden Seiten mit Katalysatormaterial beschichtet, so entstehen zwei Schichten die Anode und Kathode einer galvanischen Zelle bilden.

Der Elektrolyt beim PEM-Elektrolyseur besteht aus einer Protonendurchlässigen Membran und Wasser.

Nach Anlegung einer elektrischen Spannung entsteht aus Wasser, Wasserstoffgas an der Kathode und Sauerstoffgas an der Anode. Dabei wird elektrische Energie in chemisc.....[read full text]


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Formel 3: Berechnung des freigesetzten/benötigten Gasvolumens pro Zeiteinheit [1].

Für die Bestimmung des Wirkungsgrades des Elektrolyseurs und der Brennstoffzelle werden die elektrische Energie Wel und chemische Energie WH2 des verbrauchten sowie gebildeten Wasserstoffgases berechnet.

Als Brennwert wird der in diesem Versuch der obere Brennwert von Wasserstoff .....

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