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當使用可再生能源時，能源產生和需求的時間點往往不同步。不論是太陽能、水力發電還是風能，主要挑戰在於如何有效地中間儲存所產生的能量。

 

目前最先進的解決方案涉及將能量以化學能的形式儲存。除了電池，水的電解轉換及所產生能量以氫氣形式的儲存在此扮演先鋒角色。儲存的能量可以通過燃料電池再次釋放。除了氫氣，還可以使用甲醇或天然氣等其他燃料。

 

改進潛力在於微結構

無論是用於生產氫氣的電解器、聚合物電解質燃料電池（PEMFC）還是固態氧化物燃料電池（SOFC），每種系統對組件材料的性質都有巨大要求。在許多這些領域，下一代更高性能的材料還有待開發。

 

組件材料的微結構至關重要。無論是氣體擴散層、分隔器還是電極，它們的微結構在決定系統組件的效率、性能和壽命方面發揮著決定性作用。

 

GeoDict為燃料電池的發展提供全面解決方案

GeoDict模擬解決了燃料電池材料研發中的關鍵問題，特別是對於雙相流體流動特性。

 

GeoDict數位地生成了電解器和燃料電池（PEM、GDL、MPL、CL、電極）中使用的材料微結構的真實3D模型。然後對這些模型的性能至關重要的材料特性進行了表徵。模擬的目標是優化每種材料以適應其要求，並提高能源材料的性能。

 

GeoDict的數位功能已準備好用於開發下一代燃料電池材料！


GeoDict 在燃料電池材料的開發中扮演著重要角色，特別是在聚合物電解質燃料電池（PEMFC）和固態氧化物燃料電池（SOFC）的開發上，以及在電解過程的材料開發中。

 

PEMFC：

利用GeoDict進行微觀層面的密集分析和模擬，開發出可應用於未來移動性需求的PEMFC（聚合物電解質膜），同時節省時間和材料成本。透過這種方式，可以開發出壽命更長的電池。

 

SOFC：

使用GeoDict在微觀尺度上分析SOFC的氧化陶瓷材料。基於所獲得的資訊，利用GeoDict生成的數位原型優化微結構和燃料電池設計。

 

電解過程：

在PEM燃料電池的材料開發中，也面臨著主要挑戰。特別需要注意PEM的質子導電性和機械穩定性，以減少交叉反應。

 

總的來說，GeoDict為燃料電池材料的開發提供了一種全面的解決方案，涵蓋從材料微結構分析到最終產品設計的各個階段，從而實現更高效、更穩定的燃料電池技術。


GeoDict 為燃料電池研究提供了一系列工具，用於模擬和計算研究中的相關參數：

 

  • 幾何參數：包括孔隙率、孔徑分佈、表面積、接觸線長度、地質曲折度等。

  • 導電參數：涵蓋熱導率、熱通量、溫度分佈、電導率、電通量、靜電位分佈等。

  • 飽和參數：如飽和指數、毛細壓力曲線、可變接觸角等。

  • 擴散和流動參數：包括滲透性、擴散性、Gurley值（一種度量過濾材料空氣阻力的指標）、粒子平流和擴散、粒子濃度等。

 

GeoDict 是在歐盟 Horizon 2020（歐盟研究與創新基金）資助下的前沿燃料電池研究的一部分，這項研究由領先的學術和工業機構進行。

這些工具對於理解和優化燃料電池的微觀結構和性能至關重要，可以幫助研究人員進行更精確的材料選擇和設計改進。透過模擬和計算這些關鍵參數，GeoDict 為燃料電池的創新和效率提升提供了重要的技術支持。