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Meeting Abstract

Kinetische Analyse der elektrochemischen Oxidation von Methanol in einer Zyklonströmungszelle

MPS-Authors
/persons/resource/persons86375

Krewer,  Ulrike
Process Systems Engineering, Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems, Max Planck Society;
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, External Organizations;

/persons/resource/persons86268

Christov,  Mihai
Process Systems Engineering, Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems, Max Planck Society;
Dep. of Physical Chemistry, Sofia Bulgaria;
Univ. of Chemical Technology and Metallurgy,;

/persons/resource/persons86509

Vidaković-Koch,  Tanja
Process Systems Engineering, Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems, Max Planck Society;
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, External Organizations;

/persons/resource/persons86497

Sundmacher,  Kai
Process Systems Engineering, Max Planck Institute for Dynamics of Complex Technical Systems, Max Planck Society;
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, External Organizations;

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Fulltext (public)
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Supplementary Material (public)
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Citation

Krewer, U., Christov, M., Vidaković-Koch, T., & Sundmacher, K. (2005). Kinetische Analyse der elektrochemischen Oxidation von Methanol in einer Zyklonströmungszelle. In DECHEMA/GVC-Fachsektion "Reaktionstechnik", DECHEMA-Arbeitsausschuß "Technische Reaktionen", GVC-Fachausschüsse "Technische Reaktionsführung" und "Energieverfahrenstechnik": Programm und Teilnehmerliste (pp. 46).


Cite as: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-0013-9C82-2
Abstract
Im Laufe der letzten Jahrzehnte sind Brennstoffzellen als potentielle effiziente Stromerzeuger in den Vordergrund gerueckt. Waehrend Brennstoffzellen mit gasfoermigen Brennstoffen fuer groessere Dimensionen ausgelegt werden, stellt die Direktmethanolbrennstoffzelle aufgrund der hohen Energiedichte und des Aggregatzustandes von Methanol eine besonders fuer portable Geraete geeignete Alternative dar. Methanol reagiert mit Wasser an Pt/Ru-Katalysatoren unter Abgabe von sechs Elektronen und Protonen. Es gibt eine Vielzahl qualitativer Untersuchungen ueber den Reaktionsmechanismus der elektrochemischen Methanoloxidation, wobei mindestens ein adsorbiertes Zwischenprodukt jeweils die Katalysatoroberflaeche blockiert. Diese Blockierung fuehrt zu einer Deaktivierung des Katalysators sowie als Folge zu einer Verringerung der Gesamtzellleistung. Der vorliegende Beitrag stellt eine kinetische Analyse der elektrochemischen Oxidation von Methanol auf Brennstoffzellenkatalysatoren unter realen Bedingungen vor. Bei verschiedenen experimentellen Zustaenden wurden stationaere Strom-Spannungskurven und Impedanzspektren an einer Stroemungszelle [1] gemessen. Zur quantitativen Beschreibung der Messungen wurde ein vereinfachter Reaktionsmechanismus postuliert, welcher in stationaere Strom-Spannungsmodelle und Uebertragungsfunktionsmodelle [2] implementiert wurde. Waehrend mehrere Saetze von reaktionskinetischen Parametern die stationaeren Kennlinien wiedergeben koennen, zeigt das Uebertragungsfunktionsmodell unterschiedliche Impedanzspektren fuer diese Saetze. Eine Variation der Verhaeltnisse der Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten zeigt in Abhaengigkeit der Frequenz den Einfluss der einzelnen beteiligten Reaktionsschritte auf die Gesamtimpedanz der anodischen Oxidation. Anhand dieser Analyse werden die dominierenden Reaktionsschritte inklusive zugehoeriger Saetze von reaktionskinetischen Parametern identifiziert. Der resultierende reaktionskinetische Ansatz ist geeignet zur Simulation des Verhaltens der gesamten Direktmethanolbrennstoffzelle. [1] T. Vidakovic, M. Christov and K. Sundmacher, Electrochemical oxidation of methanol in a cyclone flow cell, 55th Annual Meeting ISE, Thessaloniki, Greece, 2004, 769. [2] U. Krewer and K. Sundmacher, Transfer function analysis of the dynamic behaviour of DMFCs: Response to step changes in cell current, Journal of Power Sources, submitted.