GeoDict für Brennstoffzellen

Digitale Lösungen für Brennstoffzellen-Forschung

Bei der Nutzung erneuerbarer Energiequellen ist meist der Zeitpunkt der Elektrizitätsgewinnung nicht identisch mit dem Zeitpunkt des Energiebedarfs. Unabhängig davon, ob es sich um die Nutzung von Sonnen-, Wasser- oder Windenergie handelt, besteht daher die zentrale Herausforderung in der effizienten Zwischenspeicherung der gewonnenen elektrischen Energie.

Nach dem heutigen Stand der Technik wird dies hauptsächlich durch die Speicherung der elektrischen Energie in Form von chemischer Energie erreicht. Neben der Batterie spielt hier die Umwandlung durch Elektrolyse und Speicherung in Form von Wasserstoff eine zukunftsweisende Rolle. Die so gespeicherte Energie kann dann in einer Brennstoffzelle wieder freigesetzt werden. Neben Wasserstoff können auch andere Brennstoffe wie z.B. Methanol oder Erdgas genutzt werden.

Ob Elektrolyseur zur Wasserstoffgewinnung, Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (PEMFC) oder Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC), jedes System stellt enorme Ansprüche an die Eigenschaften der eingesetzten Materialien. Darüberhinaus müssen in vielen Bereichen funktionale Materialien der nächsten Generation erst noch entwickelt werden. Entscheidend ist dabei die Mikrostruktur der Materialien: ob bei Separatoren, Gasdiffusionsschichten oder Elektroden, die Mikrostruktur entscheidet maßgeblich über Effizienz, Performance und Lebensdauer der Systemkomponenten.

Mit der wissenschaftlichen Software GeoDict - Das digitale Materiallabor digitalisieren Sie ihre Materialforschung und -Entwicklung und setzen auf die maßgeschneiderten Lösungen der Math2Market GmbH: Nutzen Sie die digitale Technik der nächsten Generation zur Entwicklung von Materialien der nächsten Generation schon heute!

Das Ergebnis: Effiziente und sichere Elektrolyse und Brennstoffzellen für Energiespeicherung und Mobilität!

GeoDict für Brennstoffzellen

GeoDict® für die Brennstoffzellenforschung

  • Sparen Sie mit GeoDct Simulationen Zeit, Ressourcen und Kosten im Vergleich zu rein experimentellen Ansätzen.
  • Entwickeln, testen und verbessern Sie digital die Energiematerialien der Zukunft mittels GeoDict Simulationen.

Mit der Software GeoDict werden realistische 3D-Modelle der Mikrostruktur von Materialien, wie man sie in Elektrolyseuren (Separatoren) und Brennstoffzellen (PEM, GDL, MPL, CL, Elektroden) findet, digital erzeugt. Dauraufhin werden die entscheidenden Materialeigenschaften dieser Modelle charakterisiert.
Ziel der Simulation ist es, jedes Material seinen Anforderungen entsprechend zu optimieren und die Leistungsfähigkeit der Energiematerialien zu verbessern.

Die Software GeoDict ist Teil der Spitzenforschung auf dem Gebiet der Brennstoffzelle, die im Rahmen von Horizon 2020 (EU-Förderung für Forschung und Innovation) finanziert und von führenden akademischen und industriellen Einrichtungen durchgeführt wird.


Simulieren und Berechnen Sie verschiedene Parameter zur Verbesserung und Gestaltung Ihrer Energiematerialien:

  • Geometrische Parameter: Porosität, Porengrößenverteilung, Oberfläche, Länge der Kontaktlinien, Tortuosität
  • Leitungsparameter: Wärmeleitfähigkeit, thermischer Fluss, Temperaturverteilung, elektrische Leitfähigkeit, elektrischer Fluss, elektrostatische Potentialverteilung.
  • Sättigungsparameter: Sättigungsexponent, Kapillardruckkurve, variable Kontaktwinkel.
  • Diffusions- und Strömungsparameter: Permeabilität, Diffusivität, Gurley-Wert, Partikeladvektion und -Diffusion, Partikelkonzentration

GeoDict-Simulationen befassen sich mit den zentralen Themen der Brennstoffzellenmaterialforschung und den daraus resultierenden zweiphasigen Fluidströmungseigenschaften.

Das GeoDict® Paket für Brennstoffzellenforschung

Mit dem GeoDict Basispaket für die Grundfunktionalität bilden die folgenden GeoDict Module ein Paket für die Brennstoffzellenforschung, das für die Simulation elektrochemischer Prozesse zusammengestellt wurde. Es umfasst sowohl Module zur Bildverarbeitung und -analyse und Materialmodellierungs-Module, um 3D-Modelle zu importieren und zu erstellen, sowie die Module zur Bestimmung der Materialeigenschaften zur Charakterisierung und Vorhersage von Materialeigenschaften.

Modulempfehlungen
Bildverarbeitung und Bildanalyse ImportGeo-Vol
Materialdesign* GrainGeo FiberGeo WeaveGeo
Materialanalyse GrainFind - AI FiberFind - AI PoroDict + MatDict
Simulation von Eigenschaften* DiffuDict ConductoDict FlowDict ElastoDict AddiDict SatuDict

* Welche Module für Sie am besten passen, ist abhängig von der Art Ihrer Anwendung.