Im Brennstoffzellensystem können Kühlmittelzuheizer eingesetzt werden, um bei niedrigen Umgebungstemperaturen den Hochfahrprozess zu optimieren. Das Kühlmittel wird dem Brennstoffzellenstapel vorgeheizt zugeführt und beschleunigt somit den sogenannten Kaltstartprozess. Dies verhindert, dass unter Frosttemperaturen Produktwasser beim Hochfahrprozess gefriert und Komponenten innerhalb der Einzelzellen schädigt. [1]
Arten
Neben der Verwendung eines Zuheizers gibt es mehrere Ansätze eine Schädigung des Stapels durch gefrorenes Wasser unter Frosttemperaturen zu verhindern. Dazu gehört beispielsweise das Trockenblasen des Stapels beim Herunterfahren, ein frostoptimiertes Zelldesign sowie weitere externe und interne Aufheizstrategien und Warmhaltelösungen, welche in der Fachliteratur zu finden sind. [1]
Anforderungen
Aufheizstrategien während des Fahrzeugstarts bieten gegenüber Warmhaltestrategien den Vorteil, dass der Energieverbrauch bei längeren Stillstandszeiten minimiert wird. Dies erfordert jedoch, dass das verbleibende Produktwasser nach dem Herunterfahren des Systems vollständig aus dem Stapel ausgetragen wird. [1]
Herausforderungen
Gegenstand der Forschung ist der Einfluss des Kaltstartverhaltens auf die Degradation der Brennstoffzellkomponenten, insbesondere der MEA und der dahingehend erforderlichen Ableitung von Kaltstartstrategien. Diese haben zugleich Einfluss auf die Gesamtsystemeffizienz und der Nutzbarkeit für den Anwender.
Literatur
[1] A. A. Amamou, S. Kelouwani, L. Boulon und K. Agbossou, „A Comprehensive Review of Solutions and Strategies for Cold Start of Automotive Proton Exchange Membrane Fuel Cells,“ IEEE Access, Jg. 4, S. 4989–5002, 2016, doi: 10.1109/ACCESS.2016.2597058.
