Teknologiasta liiketoimintaa

Tulosta Lähetä linkki

Mallinnuksesta potkua polymeeripolttokennojen suorituskykyyn ja elinikään

23.11.2011

Väitös 25.11.

Karvosen 25.11. tarkastettavan väitöskirjan aiheena on matalan lämpötilan polttokenno eli polymeeripolttokenno. Ennen kuin niitä voidaan käyttää laajassa mittakaavassa, on ratkaistava mm. kennon suoritus¬kykyyn, elinikään, hintaan ja luotet¬tavuuteen liittyviä ongelmia.

Karvonen tutki polymeeripolttokennoja mallinnuksen avulla. Sen ansiosta voidaan tarkastella ilmiöitä, joita on kokeellisesti vaikeaa tai mahdotonta havaita, sekä etsiä keinoja parantaa kennon suorituskykyä tai puuttua mahdollisiin elinikää alentaviin ongelmiin. Mallinnuksessa tutkittiin keskeisiä ilmiöitä ja parametreja kuten massan¬siirtoa, lämpötilaa, virrantiheyttä sekä komponentteihin kohdistuvaa mekaanista puristusta ja kontaktivastuksia eri komponenttien välillä.

Väitöstyössä tunnistetaan ongelmakohtia tyypillisessä kennosuunnittelussa ja osoitetaan, miten näihin voidaan puuttua mallinnusta apuna käyttäen, sekä esitetään, millaisia malleja tähän voidaan soveltaa. Tuloksena saatiin näyttöä esimerkiksi siitä, että kennon lokaali virrantiheysjakauma voi kanavarakenteen vuoksi olla huomattavasti oletettua epätasaisempi, mikä saattaa johtaa eliniän alenemiseen ja suorituskyvyn laskuun. Väitöskirjassa osoitettiin myös, että päätylevyjen ja bipolaarilevyjen rakenteella on huomattava vaikutus kennon toimintaan ja että pienillä muutoksilla voidaan huomattavasti parantaa reaktanttien ja puristuspaineen tasaista jakautumista kennon aktiivisella alueella.

Diplomi-insinööri Suvi Karvosen väitöskirja polymeeripolttokennojen massansiirron ja puristuspaineen mallinnuksesta ”Modelling approaches to mass transfer and compression effects in polymer electrolyte fuel cells” tarkastetaan 25.11. klo 12 Aalto-yliopistossa (Konetekniikka Sali K216, os. Otakaari 4) Espoossa.