Dokument-ID Dokumenttyp Autoren/innen Persönliche Herausgeber/innen Haupttitel Abstract Auflage Verlagsort Verlag Herausgeber (Institution) Erscheinungsjahr Titel des übergeordneten Werkes Jahrgang/Band ISBN Veranstaltung Veranstaltungsort Beginndatum der Veranstaltung Enddatum der Veranstaltung Ausgabe/Heft Erste Seite Letzte Seite URN DOI Lizenz Datum der Freischaltung OPUS4-26317 Zeitschriftenartikel Markötter, H.; Manke, I.; Kuhn, R.; Arlt, Tobias; Kardjilov, N.; Hentschel, Manfred P.; Kupsch, Andreas; Lange, Axel; Hartnig, C.; Scholta, J.; Banhart, J. Neutron tomographic investigations of water distributions in polymer electrolyte membrane fuel cell stacks Neutron tomography was applied to study the 3D water distribution in full polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) stacks. The water distribution after switch-off of the fuel cell was analyzed over a period of 36 h. We found a slowly increasing water amount in the fuel cell, but only few changes within a time period of 5 h, which is about the time necessary for neutron tomography. In this way, the requirement for successful tomography was obtained. It is demonstrated how the quasi in-situ tomography technique enables us to study the water content in individual flow field channels of three-fold stacks. Flow field as well as stack design issues are addressed by this visualization method showing weak points due to a non-uniform water distribution that can be identified by means of neutron imaging. Amsterdam [u.a.] Elsevier 2012 Journal of power sources 219 120 125 10.1016/j.jpowsour.2012.07.043 2016-02-19 OPUS4-27950 Zeitschriftenartikel Arlt, Tobias; Grothausmann, R.; Manke, I.; Markötter, H.; Hilger, A.; Kardjilov, N.; Tötzke, C.; Banhart, J.; Kupsch, Andreas; Lange, Axel; Hentschel, Manfred P.; Krüger, P.; Haußmann, J.; Hartnig, C.; Wippermann, K. Tomografische Methoden für die Brennstoffzellenforschung Aufgrund des hohen Wirkungsgrades und der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten können Brennstoffzellen einen wichtigen Beitrag zur zukünftigen Energieversorgung leisten. Für die Optimierung der Brennstoffzellentechnik ist es erforderlich, die während des Zellbetriebs ablaufenden Prozesse zu verstehen und exakt zu charakterisieren. Ein ausbalanciertes Wassermanagement ist die Grundlage für die optimale Leistungsfähigkeit einer wasserstoffbetriebenen Zelle. Das während des Betriebs entstehende Wasser muss die Membran ausreichend befeuchten, um deren Protonenleitfähigkeit aufrechtzuerhalten. Andererseits behindern zu große Wasseransammlungen in der Zelle die Gaszufuhr durch die porösen Materialien sowie in den Kanälen der Gasverteilerstrukturen. Alterungsphänomene einzelner Zellkomponenten können die Verteilung der Wasseransammlungen und somit das Wassermanagement empfindlich stören und so die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle herabsetzen. Zur Analyse der Wasserverteilung werden zerstörungsfreie, bildgebende Methoden, wie die Ex-situ-Neutronentomografie und die In-situ-Synchrotronradiografie, eingesetzt. Diese Methoden können während des Brennstoffzellenbetriebs mit weiteren Messverfahren, beispielsweise der ortsaufgelösten Stromdichtemessung, kombiniert werden. Auf diese Weise werden einzelne Komponenten, wie zum Beispiel die Gasdiffusionsschichten, charakterisiert. München Hanser Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung 2013 Materials Testing 55 3 207 213 10.3139/120.110429 2016-02-20 OPUS4-25002 Beitrag zu einem Tagungsband Arlt, Tobias; Grothausmann, R.; Manke, I.; Markötter, H.; Krüger, P.; Haussmann, J.; Hilger, A.; Kardjilov, N.; Hartnig, C.; Kupsch, Andreas; Lange, Axel; Hentschel, Manfred P.; Wippermann, K.; Banhart, J. Tomografische Methoden für die Brennstoffzellenforschung Auf Grund des hohen Wirkungsgrades und der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten stellen Brennstoffzellen sowie Brennstoffzellenverbünde eine vielversprechende Energiequelle dar. Daher ist es wichtig, die Prozesse während des Betriebs einer Brennstoffzelle exakt charakterisieren zu können, um diese im nächsten Schritt zu optimieren. So ist ein ausbalanciertes Wassermanagement in einer mit Wasserstoff betriebenen Zelle ausschlaggebend für ihre Leistungsfähigkeit. Für eine dauerhafte Leistungsfähigkeit muss das entstehende Wasser die Membran feucht halten, um so die Protonenleitfähigkeit aufrecht zu erhalten. Zu viel Wasser kann jedoch die Gaszufuhr durch die porösen Materialien in Richtung Membran verhindern. Alterungsphänomene der einzelnen Komponenten können dieses sensible Wassermanagement stören und so die Leistungsfähigkeit einer Brennstoffzelle herabsetzen. Zum tieferen Verständnis der Wasserverteilung werden zerstörungsfreie Methoden, wie zum Beispiel die ex situ Neutronentomografie oder die in situ Synchrotronradiografie eingesetzt. Letztere Methode kann während des Brennstoffzellenbetriebs in Kombination mit weiteren Messmethoden, wie der ortsaufgelösten Stromdichtemessung, eingesetzt werden. So können einzelne Brennstoffzellenkomponenten, wie die Gasdiffusionsschichten, charakterisiert werden. Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) 2011 DGZfP-Jahrestagung 2011 978-3-940283-33-7 DGZfP-Jahrestagung 2011 Bremen, Germany 30.05.2011 01.06.2011 DGZfP-BB 127 (P7) 1 8 urn:nbn:de:kobv:b43-250023 http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/de/deed.de 2015-12-31 OPUS4-21864 Beitrag zu einem Tagungsband Lange, Axel; Hentschel, Manfred P.; Kupsch, Andreas; Manke, I.; Kardjilov, N.; Arlt, Tobias; Grothausmann, R. Rekonstruktion limitierter CT-Datensätze von Brennstoffzellen mit DIRECTT Berlin Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP) 2010 DGZfP-Jahrestagung 2010 978-3-940283-26-9 DGZfP-Jahrestagung 2010 Erfurt, Deutschland 2010-05-10 2010-05-12 DGZfP-BB 122 (Mi.1.B.3) 1 11 2016-02-19 OPUS4-22070 Zeitschriftenartikel Kupsch, Andreas; Lange, Axel; Hentschel, Manfred P.; Manke, I.; Kardjilov, N.; Arlt, Tobias; Grothausmann, R. Rekonstruktion limitierter CT-Messdatensätze von Brennstoffzellen mit Directt Die Aufklärung spezifischer Fragestellungen zur Funktionalität von PEM(polymer electrolyte membrane)- und DMFC(Direct Methanol)-Brennstoffzellen bedarf der 3D-Abbildung der spezifischen Komponenten mit unterschiedlichen Strahlungsarten: des Wassergehalts in den Flow Fields mit Neutronen, der Katalysator-Alterung in der MEA (membrane electrode assembly) mit Synchrotronstrahlung und der freien (reaktiven) Katalysator-Oberfläche von Nano-Partikeln mit TEM-Elektronen-Tomografie. Diese Messungen im Bereich der mm- bis nm-Skala unterliegen dabei erheblichen Restriktionen: einer ortsabhängigen Verschmierung der Neutronenradiogramme, Manipulatorinstabilitäten der Synchrotronmessungen sowie einer Kombination von Limited-View-Datensätzen, wenigen Projektionswinkeln und teilweiser Nichtdurchstrahlbarkeit in der Elektronen-CT. Die Vorteile eines fortentwickelten Directt-Algorithmus für die Bewältigung dieser Randbedingungen gegenüber gefilterten Rückprojektionen werden aufgezeigt. München Hanser Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung 2010 MP materials testing 52 10 676 683 2016-02-19 OPUS4-23589 Zeitschriftenartikel Lange, Axel; Kupsch, Andreas; Hentschel, Manfred P.; Manke, I.; Kardjilov, N.; Arlt, Tobias; Grothausmann, R. Reconstruction of limited computed tomography data of fuel cell components using direct iterative reconstruction of computed tomography trajectories CT (computed tomography) reconstructions of fuel cell components of a yet unrivaled spatial resolution and quality are presented. This is achieved by application of the novel DIRECTT (Direct Iterative Reconstruction of Computed Tomography Trajectories) algorithm. We focus on two different key issues which essentially rule the fuel cell's durability on different length scales and physical interactions. On the resolution scale of some 100 µm agglomerations of condensed water in flow-field channels are detected by means of quasi-in situ neutron CT (after operation). Five orders of magnitude below nanometer sized Ru catalyst particles on carbon black support are visualized by electron tomography. Both types of experiments are especially adapted to the type of material involved but they are accompanied by severe deviations from ideal CT measuring conditions, as well. In order to overcome the tremendous reconstruction artifacts of standard algorithms, we employ DIRECTT which is described in detail. Comparisons of DIRECTT reconstructions to the conventional filtered back projection, prove the significant improvements in both experimental methods. Amsterdam [u.a.] Elsevier 2011 Journal of power sources 196 12 5293 5298 10.1016/j.jpowsour.2010.10.106 2016-02-19