Kennlinie und Wirkungsgrad von PEM-Brennstoffzelle und PEM-Elektrolyseur

Prinzip

In einem PEM-Elektrolyseur besteht der Elektrolyt aus einer für Protonen durchlässigen Membran und Wasser (PEM = Proton-Exchange-Membrane). Wenn eine Spannung angelegt wird, werden Wasserstoff und Sauerstoff gebildet. Die PEM-Brennstoffzelle erzeugt elektrische Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff. Die elektrischen Eigenschaften des Elektrolyseurs und der Brennstoffzelle können mit Hilfe einer aufgenommenen Strom-Spannungs-Kennlinie untersucht werden. Um den Wirkungsgrad zu bestimmen, werden die erzeugten Gase in kleinen Gasspeichern gesammelt. Es können dann die Gasmengen, die erzeugt oder verbraucht werden, einfach bestimmt werden.

Vorteile

• Quantitive Bestimmung aller Parameter

• Herstellung von Wasserstoff und Sauerstoff, dessen Volumen quantifiziert werden kann
• Lagerung der erzeugten Gase in einer "Gasbar" zur Wiederverwendung

Aufgaben

1. Nehmen Sie die charakteristische Kennlinie des PEM-Elektrolyseurs auf.
2. Nehmen Sie die charakteristische Kennlinie der PEM-Brennstoffzelle auf.
3. Bestimmen Sie den Wirkungsgrad der PEM-Elektrolyseeinheit.
4. Bestimmen Sie den Wirkungsgrad der PEM-Brennstoffzelle.

Lernziele

• Elektrolyse
• Elektrodenpolarisation
• Zersetzungsspannung
• Galvanisches Element
• Faradaysche Gesetze

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung nur in Englisch verfügbar)