Modeling and 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.
Transport processes in porous materials
The electrochemical conversion in fuel cells and electrolysers takes place on small spatial scales in the nanometer range. From a process engineering perspective, these are functional layers that have certain homogeneous transport properties from a macroscopic point of view.
Open source cell and stack simulations with computational fluid dynamics (CFD)
One focus is modeling and simulation from the cell component to the stack. In addition to various simulation methods adapted to the task at hand, method and scale coupling is a key challenge that the department has taken on.
Efficiency optimization of polymer electrolyte electrolyzers through temperature and pressure variation
Due to the low natural availability of the iridium used as a catalyst, a significant improvement in the mass-specific performance of acidic polymer electrolyte membrane (PEM) electrolyzers is required.
