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Versuch zum Wirkungsgrad der PEM-Brennstoffzelle

Energetischer Wirkungsgrad

Zusätzlich zum Strom gibt die Brennstoffzelle auch Wärme ab. Wird diese Wärme nicht genutzt, ist sie als Verlustenergie anzusehen. Dadurch ist der energetische Wirkungsgrad von vornherein begrenzt. Der energetische Wirkungsgrad η energetisch gibt an, wie viel der zugeführten Energie Ezu als tatsächlich nutzbare Energie Enutz das System, in diesem Fall die Brennstoffzelle, verlässt. Je größer der Wirkungsgrad ist, desto besser ist die Energienutzung.

η energetisch = E nutz E zu = E elektrisch E Wasserstoff
Berechnung des energetischen Wirkungsgrads mit Beispielwerten
η energetisch = E elektrisch E Wasserstoff = U ¯ · I ¯ · t V H 2 · H i
Legende
U ¯ -Mittelwert der Spannung in V
I ¯ -Mittelwert des Stroms in A
t-Zeit in s
V H 2 -verbrauchte Menge Wasserstoff in m3
H i -Heizwert des Wasserstoffs (10,8106 J m-3 , 1J = 1 V A s )
η energetisch = 0,72  V · 0,21  A · 712  s 20 · 10 6  m 3 · 10,8 · 10 6   J m 3 = 0,498 50  %

Weiterführende Informationen zum Heizwert

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