Entwicklung und Design von selbstatmenden Mikrobrennstoffzellen für autarke Sensoren mit pulsförmiger Last
Konferenz: MikroSystemTechnik - KONGRESS 2011
10.10.2011 - 12.10.2011 in Darmstadt, Deutschland
Tagungsband: MikroSystemTechnik
Seiten: 4Sprache: DeutschTyp: PDF
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Autoren:
Weiland, M.; Reichl, H. (Technische Universität Berlin, TIB 4/2-1, Gustav-Meyer-Allee 25, 13355 Berlin, Deutschland)
Wagner, S.; Hahn, R. (Fraunhofer IZM, Gustav-Meyer-Allee 25, 13355 Berlin, Deutschland)
Inhalt:
Aus Sicht der Energieversorgung stellen drahtlose Sensoren mit periodischen Lastpulsen hochdynamische Systeme dar. Um diese durch eine passive selbstatmende Mikrobrennstoffzelle zu versorgen, muss die Brennstoffzelle entsprechend den dynamischen Anforderungen angepasst werden. In dem Beitrag wird eine Mikrobrennstoffzelle mit einer aktiven Fläche von 0,1 cm2 vorgestellt, die für pulsförmigen Lasten ausgelegt ist. Bei dem passiven System kommt es dabei zum Einen auf eine ausreichende Versorgung der Kathode der Brennstoffzelle mit Luftsauerstoff an. Zum Anderen spielt das Wassermanagement der Polymerelektrolytmembran und damit der Massentransport von erzeugtem Wasser zu Umgebung eine entscheidende Rolle. Hierbei wird in dem betrachteten System der Fokus auf die zur Umgebung hin offene Kathodenseite der Mikrobrennstoffzelle gelegt. Durch Variierung des Öffnungsverhältnisses des kathodenseitigen Stromableiters wird gezeigt, dass durch eine stark reduzierte Öffnung das Wassermanagement und damit die Leitfähigkeit der Elektrolytmembran positiv beeinflusst wird, ohne im Pulsmoment die Versorgung mit Luftsauerstoff negativ zu beeinflussen.