Dynamik und Regelung von Schmelzkarbonatbrennstoffzellen

Die Schmelzkarbonatbrennstoffzelle (MCFC) ist ein hoch integrierter Prozess, deren Verhalten von zahlreichen Wechselwirkungen unterschiedlicher physikalisch-chemischer Prozesse bestimmt wird. Derzeit erfolgt der Betrieb von MCFC-Systemen hauptsächlich auf Basis empirischen Wissens. Im Rahmen dieses Projektes sollen modellbasierte Prozessführungsstrategien entwickelt werden, die die Effizienz und Sicherheit von MCFC-Systemen erhöhen. Das Projekt gliedert sich in die drei Bereiche Modellentwicklung, Modellanalyse und Prozessführung. Im ersten Schritt werden Modelle entwickelt, die sich als Grundlage für das modellbasierte Regelverfahren eignen. Da örtlich verteilte bilanzbasierte Modelle für diesen Zweck zu kompliziert und rechenzeitintensiv sind, werden mit Hilfe von POD-Methoden reduzierte Modelle abgeleitet. Im zweiten Schritt werden die Modelle verwendet, um für die Prozessführung wichtige Systemeigenschaften wie Stabilität, Steuerbarkeit oder Beobachtbarkeit zu untersuchen. Im dritten Schritt werden auf Basis der reduzierten Modelle Prozessführungsstrategien entwickelt und in experimentellen Studien getestet.