Physically based Impedance Modelling of Lithium-Ion Cells
Produktform: Buch / Einband - flex.(Paperback)
In this book, a new procedure to analyze lithium-ion cells is introduced. The cells are disassembled to analyze their components in experimental cell housings. Then, Electrochemical Impedance Spectroscopy, time domain measurements and the Distribution function of Relaxation Times are applied to obtain a deep understanding of the relevant loss processes. This procedure yields a notable surplus of information about the electrode contributions to the overall internal resistance of the cell.
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The Electrochemical Oxidation of H2 and CO at Patterned Ni Anodes of SOFCs
Produktform: Buch / Einband - flex.(Paperback)
In this work, a deeper understanding of the electrochemical oxidation at SOFC anodes was gained by the experimental characterization of patterned Ni anodes in H2-H2O and CO-CO2 atmosphere. By high resolution data analysis, the Line Specific Resistance attributed to charge transfer and its dependencies on gas composition, temperature and polarization voltage were identified. Furthermore, the comparison of the performance of patterned and cermet anodes was enabled using a transmission line model.
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Nanoskalige Kathoden für den Einsatz in Festelektrolyt-Brennstoffzellen bei abgesenkten Betriebstemperaturen
Produktform: Buch / Einband - flex.(Paperback)
Der Wirkungsgrad von Festelektrolyt-Brennstoffzellen (SOFCs) ist stark von den Elektroden abhängig. Im Fokus der Arbeit lag die Optimierung der Kathode für Betriebstemperaturen < 600°C. Nanoskalige La0.6Sr0.4CoO3-[delta] Dünnschichtkathoden wurden untersucht, wobei mit Hilfe von Mikrostrukturoptimierung und bedingt durch oberflächliche Sekundärphasen extrem hohe Leistungsfähigkeiten erzielt werden konnten. Auch konnte erstmalig die elektrochemische Kathodenreaktion in 5 Teilprozesse unterteilt werden.
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Elektrische Charakterisierung und Modellierung von metallischen Interkonnektoren (MIC) des SOFC-Stacks
Produktform: Buch / Einband - flex.(Paperback)
In dieser Arbeit wurde der Effekt des metallischen Interkonnektors (MIC) auf die Leistungsdichte der anodengestützten Zelle (ASC) sowie die Wechselwirkung zwischen dem MIC und der Kathode (Cr-Vergiftung) untersucht. Durch die Separation der Elektrodenverluste wurden drei von der Geometrie verursachte Verluste identifiziert und quantifiziert. Weiter konnte gezeigt werden, dass in Anwesenheit des MIC eine starke Degradation der Zellleistung durch Cr-Vergiftung der Kathoden-Elektrochemie stattfand.
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Characterization and Modeling of Electrochemical Energy Conversion Systems by Impedance Techniques
Produktform: Buch / Einband - flex.(Paperback)
This thesis introduces (i) amendments to basic electrochemical measurement techniques in the time and frequency domain suitable for electrochemical energy conversion systems like fuel cells and batteries, which enable shorter measurement times and improved precision in both measurement and parameter identification, and (ii) a modeling approach that is able to simulate a technically relevant system just by information gained through static and impedance measurements of laboratory size cells.
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Mikrostrukturelle Charakterisierung, Modellentwicklung und Simulation poröser Elektroden für Lithiumionenzellen
Produktform: Buch / Einband - flex.(Paperback)
Die Elektrodenmikrostrukturen einer Hochenergie- und einer Hochleistungs-Lithiumionenzelle wurden mit tomographischen Verfahren in 3D erfasst und auf Basis aussagekräftiger Strukturparameter quantitativ miteinander verglichen. Zur Simulation ihres elektrochemischen Verhaltens wurde ein FEM-Modell entwickelt, das erstmals eine reale Partikelgrößenverteilung beinhaltet. Dies erlaubt die Identifikation der begrenzenden Mechanismen während der (Ent-)Ladeprozesse in den Elektroden beider Zelltypen.
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Verfahren zur Charakterisierung und Modellierung von Lithium-Ionen Zellen
Produktform: Buch / Einband - flex.(Paperback)
In dieser Arbeit werden neue Verfahren zur Charakterisierung des elektrochemischen und thermischen Verhaltens von Lithium-Ionen Zellen vorgestellt. Basierend auf diesen wird ein Modellansatz vorgestellt, der das Zellverhalten in vier Domänen (statisch und dynamisch für elektrochemisches und thermisches Verhalten) getrennt abzubilden vermag. Hierdurch wird die Übertragbarkeit auf verschiedenste Materialchemien, skalierbare Genauigkeit und eine automatisierbare Parametrierung möglich.
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Model-based Interpretation of the Performance and Degradation of Reformate Fueled Solid Oxide Fuel Cells
Produktform: Buch / Einband - flex.(Paperback)
Solid oxide fuel cells offer great prospects for the sustainable, clean and safe conversion of various fuels into electrical energy. In this thesis, the performance-determining loss processes for the cell operation on reformate fuels are elucidated via electrochemical impedance spectroscopy. Model-based analyses reveal the electrochemical fuel oxidation mechanism, the coupling of fuel gas transport and reforming chemistry and the impact of fuel impurities on the degradation of each loss process.
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