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Rechnergestützte Synthese von Polymerelektrolyt-Membran-Brennstoffzellen
Get PDFIn dieser Veröffentlichung wird ein methodischer Syntheseansatz aufgeführt, welcher in einem frühen Entwicklungsstadium zu einer ganzheitlichen Vorbetrachtung möglicher Konzeptvarianten befähigt. Hierfür werden zunächst parametrisierte Gleichungen zur Beschreibung von Flussfeldstrukturen und der Kanalquerschnittskonturen hergeleitet. Mithilfe dieser wird im Rahmen des Synthesealgorithmus die automatisierte Generierung und Berechnung möglicher Konzeptvarianten gewährleistet. Abschließend wird der Synthesealgorithmus im Rahmen einer beispielhaften Parameterstudie verdeutlicht. Hierfür wird ein Anforderungsprofil definiert. Die Ergebnisse der Parameterstudie werden aufgeführt und bewertet. Aus einer exemplarischen Nutzwertanalyse auf Basis ausgewählter Vergleichskriterien resultiert am Ende eine Bestvariante, welche für weitere Entwicklungsschritte herangezogen werden kann
Experimentelle Fehlerursachen bei der Untersuchung von ertragbaren Schichtschädigungen in Hinblick auf das Korrosionsverhalten von beschichteten 1.4404-Metallfolien
No full textGetrieben durch die weltweiten Bemühungen zur CO2-Reduktion für mobile Anwendungen stellt die Brennstoffzelle als alternativer Energiewandler einen Schwerpunkt der aktuellen Forschungstätigkeit dar. Während die allgemeine Funktionstüchtigkeit bereits mehrfach durch Kleinserien verschiedener OEMs bewiesen wurde, scheitert eine breite Markteinführung nach wie vor an den hohen Fertigungskosten des Systems. Insbesondere metallisch umgeformte Bipolarplatten werden als aussichtsreiche Möglichkeit zur Kostenreduktion von Polymerelektrodenmembran (PEM)-Brennstoffzellensystemen angesehen. Den vergleichsweise günstigen Werkstoffkosten und der hohen Produktivität von Umformprozessen steht die Herausforderung gegenüber, dass Metalle in saurer Umgebung dazu neigen, in Lösung zu gehen. Die ausgeschwemmten Ionen verunreinigen die Membrane Electrode Assembly (MEA) und führen letztendlich zu deren Versagen. Daher ist eine Beschichtung zum Korrosionsschutz zwingend notwendig. Diese setzt gleichzeitig den Kontaktwiderstand herunter und erhöht den Wirkungsgrad des Systems. Aus wirtschaftlicher Sicht ist ein Beschichtungsprozess vor dem Umformen, auf planares Substrat zu bevorzugen, da geneigte Oberflächen diesen erschweren. Dazu muss die Voraussetzung erfüllt werden, dass die Beschichtung nach dem Umformvorgang weiterhin ausreichend Korrosionswiderstand bietet und der Kontaktwiderstand innerhalb des Zielwertes bleibt.
Um ebendiese Relationen näher zu erforschen, erfolgte zunächst die Herstellung von Probekörpern mit einem definiert eingebrachten Umformgrad. Als Probenmaterial wurde eine mit amorphem Kohlenstoff beschichtete 1.4404-Metallfolie der Dicke 0,1 mm genutzt. Dazu konnte innerhalb von numerischen Berechnungen zunächst ein Spektrum verschieden ausgeprägter Umformgrade im einachsigen Zugversuch berechnet werden, während nachfolgend die experimentelle Herstellung mit Hilfe einer Zug-Druck-Prüfmaschine erfolgte.
Die nachfolgend geplante Erforschung der Abhängigkeit von dem nach Department of Energy (DoE) gemessenen Korrosionsstrom führte zu umfassenden Herausforderungen bei der Erfassung der Korrosionsstromdichten. Um diese näher zu detaillieren erfolgte eine Analyse zum Aufbau der Messsysteme sowie den damit einhergehenden bereits identifizierten Problemen im Dichtkonzept.
Nachfolgend wurde eine exakte Betrachtung der weiterführenden Messunsicherheiten sowie damit einhergehender Interpretationsschwierigkeiten der Messergebnisse dargestellt. Als Auswertungsgröße dienten hierfür die innerhalb der Experimente ermittelten Messkurven
Druckspeichersysteme für Wasserstoffanwendungen - Prozess und Modellbildung
Get PDFDie stetig steigenden Kundenanforderungen sowie die Verkürzung der Entwicklungs- und Innovationszyklen zukünftiger Fahrzeugmodelle stellen die Automobilindustrie vor eine Herausforderung. Um in etablierten Märkten bestehen und in neue Märkte expandieren zu können, ist eine agile, ziel-/anwenderorientierte und wirtschaftliche Produktentwicklung notwendig. Insbesondere die Einführung von elektrischen Antriebstechnologien in bestehende Modul- oder Modulstrategien ist ein wichtiger Aspekt. Resultierend aus der Elektrifizierung der Modelle erhöht sich die Vielfalt und folglich die Komplexität der Produktentwicklung. Durch eine Plattform- und Modulstrategie können die Produktkosten und die Entwicklungszeit eines Fahrzeugmodells reduziert werden. Die Gleichteilstrategie sowie die Skalierbarkeit einer Komponente wird mit Hilfe eines Wasserstoffdruckspeichers näher erläutert. Basierend auf dem CPM-Ansatz nach Weber ist eine Analyse und Synthese von Merkmalen und Eigenschaften des Produktes zu realisieren. Mit der Erweiterung einer Reifegradbewertung der Einzelkomponenten können die Entwicklungsziele überwacht werden. Dieser Ansatz dient der quantitativen Bewertung verschiedener Entwicklungs-Szenarien, im Rahmen des PEP, und zeigt Handlungsempfehlungen auf.The constantly increasing customer requirements and the shortening of the development and innovation cycles of future vehicle models present the automotive industry with a challenge. In order to survive in established markets and expand into new markets, agile, target-/user-oriented and economic product development is necessary. In particular, the introduction of electric drive technologies into existing module or module strategies is an important aspect. As a result of the electrification of the models, the variety and consequently the complexity of product development increases. A platform and module strategy can reduce the product costs and the development time of a vehicle model. The common part strategy and the scalability of a component are explained in more detail with the help of a hydrogen pressure accumulator. Based on Weber's CPM approach, an analysis and synthesis of features and properties of the product can be realized. With the extension of a maturity assessment of the individual components, the development goals can be monitored. This approach serves the quantitative evaluation of different development scenarios, within the framework of the PEP, and shows recommendations for action
FC³ - 1st Fuel Cell Conference Chemnitz 2019 - Saubere Antriebe. Effizient Produziert.: Wissenschaftliche Beiträge und Präsentationen der ersten Brennstoffzellenkonferenz am 26. und 27. November 2019 in Chemnitz
Get PDFDie erste Chemnitzer Brennstoffzellenkonferenz wurde vom Innovationscluster HZwo und dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU durchgeführt. Ausgewählte Fachbeiträge und Präsentationen werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht.The first fuel cell conference was initiated by the innovation cluster HZwo and the Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology. Selected lectures and presentations are published in the conference proceedings
Turning Pages: An Annual Creative Writing Journal at Chemnitz University of Technology
Get PDFTURNING PAGES is an annual journal of bright voices from all over the world in creative and original writing in English in short fiction, creative nonfiction, poetry, and drama, as well as in drawings, art projects and many other related genres by students, academics, and writers. It is a production of the Chair of English Literatures at the English Department at Chemnitz University of Technology, Germany, and the first journal of its kind at the university.
TURNING PAGES can be read in both ways, literally and metaphorically, implying that we need to turn the pages, that we need to demonstrate that literature has something to say and that it can also be interventionist as it shows how we can use our own imagination for the better. Therefore, TURNING PAGES will make readers not only literally browse through a variety of texts and turn pages, but it also seeks to reflect situations, events, experiences, or emotions that turn the page for individuals, or groups of people.
The first issue of TURNING PAGES features a range of texts and artworks, including first-time writers as well as professional writers, such as Michael Augustin, Sujata Bhatt, Stephen Collis, Ian Watson and the renowned Belfast theatre company Play It By Ear
Bio-PE und PLA mit natürlichen Füllstoffen – Eine tribologische Gegenüberstellung
No full textEin Bio-PE und ein PLA werden mit einem für Gleitanwendungen üblichen PE-UHMW tribologisch verglichen. Den beiden Werkstoffen werden zusätzlich die Naturstoffe Haferspelzen, Hanfschäbengranulat und Buchefasern mit einem Füllstoffgehalt von 30 Gew.% zugesetzt. Diese Naturstoffe sind teilweise Reststoffe aus der verarbeitenden Industrie und können bei guten Ergebnissen nachhaltig wiederverwendet werden. Durch tribologische Untersuchungen dieser Compounds soll ein zweckmäßiger und nutzbringender Einsatz der Naturstoffe aufgezeigt werden
Analyse zum anwendungsgerechten Schweißen von geschäumten Thermoplasten in Sandwichbauweise
Get PDFSteigende Anforderungen an die Bauteilkomplexität, deren Funktionalität und die zugehörigen Montageanforderungen erfordern die Herstellung sequenzieller Baugruppen und deren anschließendes Fügen zum finalen Gesamtbauteil.
Die Forderung nach gewichtsreduzierten Eigenschaften steht dabei v. a. in den Sektoren Fahrzeugbau, Luft- und Raumfahrt und im Transportwesen im Vordergrund, wodurch die Substitution konventioneller Werkstoffe durch Kunststoff unumgänglich ist. Eine Möglichkeit das Gewicht thermoplastischer Bauteile nochmals deutlich zu reduzieren, ist die Verwendung des Thermoplast-Schaumspritzgießverfahrens (TSG), welches ein Sonderverfahren der Spritzgießtechnologie darstellt.
Ziel ist die Aufklärung der Prozess-Struktur-Eigenschaftsbeziehungen beim Spritzgieß- und Schweißprozess von geschäumten Thermoplasten. Geschäumte Bauteile zeichnen sich durch ihre charakteristische 3-Schicht-Struktur aus. Ein mikrozellular geschäumter Kern wird von einer kompakten Randschicht umschlossen. In Abhängigkeit der Prozessbedingungen während der Herstellung von geschäumten Thermoplasten kann diese dreischichtige Struktur unterschiedlich ausgeprägt sein. Aufgrund der verschiedenen Einflussfaktoren und den daraus resultierenden vielseitigen Erscheinungsformen der Bauteilstruktur (Zellgrößen, -verteilung) sowie die Dicke der kompakten Randschicht) ist das Schweißen derartiger Bauteile eine Herausforderung. Um eine möglichst hohe Verbindungsfestigkeit zu erreichen, muss der Schweißprozess (Infrarot- und Vibrationsschweißprozess) daher auf die speziel-len Besonderheiten des geschäumten Materials eingestellt werden. Anhand von Polyamid- und Polypropylenbasierter Kunststoffebauteile mit und ohne Faserverstärkung soll eine umfangreiche, systematische und fundierte Wissensbasis geschaffen und optimale Prozessparameter beim Spritzguss- und Fügeprozess gefunden werden.
Neben den verschiedenen Materialien wird zudem der Einfluss der Lagerzeit (Zeitspanne zwischen Schaumspritzguss und Fügeprozess) sowie verschiedene Schweißanordnungen variiert und untersucht. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass der charakteristische dreischichtige Aufbau sowie die mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit des Materials, der Prozessparameter (Spritzguss- und Fügeprozess) und des Schäumprozesses (chemisch, physikalisch) starke Inhomogenitäten aufweisen
Entwicklung von Entwurfs- und Analysemethoden für integrierte Heizfunktionalitäten in bioanalytischen Systemen
No full textLab-on-a-Chip-Systeme sind mikrofluidische, portable Systeme mit denen bioanalytische Reaktionen und Auswertungen an kleinen Probenvolumina vor Ort durchführbar sind. In der vorliegenden Arbeit wird eine Entwurfsstrategie für das integrierte, resistive Heizen in einem solchen System auf Basis einer polymerbasierten, modularen Technologieplattform entwickelt. Dabei wird eine Modellierung als Feldmodell, die Ableitung eines reduzierten Makromodells sowie die experimentelle Untersuchung und Verifikation beschrieben. Verschiedene Ansätze für die Abbildung temperaturunabhängiger und -abhängiger elektrisch-thermischer Wandler sind berücksichtigt. Der Einflüsse von Aufbau, Widerstandsverhalten, Randbedingungen, sowie der elektrischen Ansteuerung auf die Temperatur der Biosensorfläche, in der die bioanalytische Reaktion erfolgt, werden dargelegt.Lab on a chip systems are portable microfluidic systems which enable bioanalytical reactions and the appropriate analysis at the point of need using small sample volumes. In this publication a design strategy for integrated resistive heating in such a polymer based system is developed. The modelling comprises a field model, a derived reduced macro model and the experimental characterisation. Approaches to describe temperature dependent as well as independent electric-thermal converters are taken into account. The effects of the assembly, resistive behaviour, boundary conditions as well as the drive electronics on the temperature of the biosensor are presented
Coordination compounds with fused oxamato/oxamidato ligands: A new approach to strengthen and tailor magnetic exchange interactions
Get PDFThis dissertation deals with the synthesis and characterization of mono- and binuclear Cu(II)- and Ni(II)-containing bis(oxamato) and bis(oxamidato) complexes and their use as building blocks to produce tri- and tetranuclear complexes via the “complex-as-ligand/complex-as-metal strategy”. The magnetic and electrochemical properties of the respective bis(oxamato)/bis(oxamidato) complexes are described.
This work focuses on the enhancement of the intramolecular magnetic exchange coupling J of multinuclear complexes by making use of oxamato/oxamidato fused ligands to alter the coordination sphere around the Cu II ions systematically. Furthermore, variation of the central N,N'-bridges of the fused oxamato/oxamidato ligands and applying different donor-atom sets, as well as the incorporation of different transition metal ions, have been performed in order to investigate to which extent the steric and electronic nature of the ligands influence the electrochemical behavior of the corresponding complexes. A linear correlation between the magnetic exchange couplings J and/ or the redox potential with optical properties of the new series of binuclear transition metal complexes were observed and discussed.
In addition, the synthesis of large cyclic polyoxamides (24-mer H8L2 and 36-mer H12L3) is discussed. Their use as potentially multidentate macrocycles for coordination of transition metal ions is reported. The binding properties of H8L2 towards selected inorganic salts are discussed.Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Synthese und Charakterisierung von mono- und zweikernige Cu(II)- und Ni(II) bis(oxamato) und bis(oxamidato) Komplexen, sowie ihrer Nutzung als Baueinheiten zur Herstellung von tri- und tetranuklearen Komplexen via der 'Komplex-als-Ligand/Komplex-als-Metall Strategie'. Zusätzlich erfolgt eine Beschreibung des magnetischen und elektrochemischen Verhaltens dieser Komplexe.
Ein Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Verstärkung der intramolekularen magnetischen Austauschkopplung J der multinuklearen Komplexe durch die Verwendung einer neuartigen Fusion von Oxamato- und Oxamidato-Ligandeneinheiten, sowie einer systematischen Variation
der Koordinationssphäre des Cu II-Ions. Weiterhin erfolgte die Vx^ariation zentrierter N,N'-Brücken, und unterschiedlicher Donoratome der Liganden als auch eingebetteter ÜbergangsmetallIonen zur Untersuchung des Einflusses räumliche und elektronische Eigenschaften der vorangehenden Struktureinheiten auf die elektrochemische Charakteristika. Ein linearer Zusammenhang zwischen der magnetischen Austauschkopplung J bzw. dem Redoxpotential sowie den optischen Eigenschaften der zweikernige Übergangsmetallkomplexe wird diskutiert.
Die Synthese von zyklischen Polyoxamiden (24-mer H 8 L 2 und 36-mer H 12 L 3 ) und deren Verwendung als neuartige und potentiell multidentate Liganden für die Koordinationschemie sind vorgestellt. Untersuchung der Bindungseigenschaften von H 8 L 2 bezüglich unterschiedlicher anorganische Salze wird diskutiert
Cloud-based Online Solution for Automated Definition of Driving Routes for Verification of Automotive Systems
Get PDFThe automobile industry is constantly evolving and adapting to consumer demands. Automakers are constantly shaping their manufacturing and business processes to more accurately fit the market as well as reduce costs and maximize profits. Along with it, the customer expectations of vehicle quality, reliability, safety, and utility are also at an all-time high. After development, testing the developed system with various evaluation methods is important for the validation and verification of automotive systems. One of the most important evaluation methods for testing automotive systems from the automotive divisions like the power-train systems and ADAS is conducting test drives.
Currently, the automotive divisions at Bosch have fixed routes that were planned manually. There is no routing solution, with updated map information and visualization of the route based on some automotive parameters, that can help them with planning the test drives for verifying their automotive systems. This thesis is based on providing a routing solution to engineers which will help them in planning routes based on the required determinants.
This thesis report gives an analysis of the whole hypothesis of routing in the initial two chapters. Some fundamentally distinct routing methods and algorithms were examined. Research on some existing open source routing engines and complicated routing scenarios was also done. The outcome of this thesis is a 'TestRide planner' which provides basic routing solution with some extra route visualization functionality. Algorithms for two complex routing functions of distance-constrained routing and RDE-constraint routing were also composed