Elektrolyse

Die Herausforderung: Protonenleitfähigkeit und mechanische Stabilität des Separators erhöhen und Kreuzreaktionen reduzieren

Wasserstoff ist ein zentraler Energieträger der Zukunft. Um der Elektrolyse zum Durchbruch zu verhelfen, bedarf es eines umweltschonenden, effizienten und sicheren Herstellungsverfahren von Wasserstoff. Sowohl die PEM-Elektrolyse als auch die alkalische Elektrolyse ermöglichen die Nutzung regenerativer Energien zur Wasserspaltung. In beiden Fällen ist die entscheidende Komponente der Separator.

In der Materialentwicklung sind die größten Herausforderungen derzeit die Senkung der Materialkosten und die Erhöhung der Lebensdauer der Zelle sowie die Erhöhung der Protonenleitfähigkeit und mechanische Stabilität der PEM, um Kreuzreaktionen zu reduzieren.

Sie haben Interesse? Unser Expertenteam für Brennstoffzellen steht Ihnen gerne für nähere Informationen zur Verfügung!

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Highlights der GeoDict®-Lösung im Überblick

  • KI gestützte Segmentierung und Identifikation von Objekten in 3D Bilddaten 
  • Erzeugung von realistischen Statistischen Digitalen Zwillingen der Materialien auf der Mikroskala
  • Bestimmung wichtiger geometrischer und physikalischer Kenngrößen 
  • Quantitative und performante Simulation der physikalischen Eigenschaften 
  • Automatisierte Parameterstudien zum Design neuer Materialien

Digitale Entwicklung von Elektrolyse-Materialien mit GeoDict®

Analysieren, verstehen, erschaffen und optimieren Sie Ihren Separator auf der Mikroskala. Die Math2Market ermöglicht Ihnen mit GeoDict die Digitalisierung Ihrer Materialforschung und -Entwicklung.

 

Bildverarbeitung & Bildanalyse

3D-Bilddaten können mit GeoDict importiert und verarbeitet werden. Neuste KI-Technologie basierend auf künstlichen neuronalen Netzen (KNN) ermöglicht die Analyse und Charakterisierung der Mikrostruktur. Auch einzelne Fasern und andere Objekte können erkannt und charakterisiert werden.


Analyse & Charakterisierung

Durch die fundierte Analyse der Konstituenten und Objekte können die Strukturgeneratoren von GeoDict realistische Digitale Zwillinge der Materialien erstellen. Durch Zufallsgeneratoren wird eine statistische Varianz erzeugt, um statistische Fehler in den Simulationen zu minimieren. Zusammen mit einer Datenbank, die allen Konstituenten die jeweiligen Materialeigenschaften zuordnet, entsteht der Statistische Digitalen Zwilling.


Modellierung & Design

GeoDict bestimmt die wichtigen geometrischen und physikalischen Kenngrößen realer oder künstlich erzeugter Mikrostrukturen: Porosität, Korn- und Porengrößenverteilung, aktive Oberfläche, Tortuosität, Gurley-Wert, etc.


Integration & Automatisierung

Die Python-basierte Automatisierung ermöglicht die Kopplung von Simulationen und Arbeitsschritten zu umfangreichen Parameterstudien. Auch komplexe Fragestellungen wie z.B. die Optimierung der Transporteigenschaften unter mechanischer Kompression lassen sich dadurch digital bearbeiten.


Die GeoDict® Lösung für die Brennstoffzellenforschung

Das GeoDict-Paket umfasst neben der GeoDict Base alle notwendigen Module für die Forschung und Entwicklung von Brennstoffzellen.

Modulempfehlungen

Bildverarbeitung & BildanalyseImportGeo-Vol     
Charakterisierung & AnalyseGrainFind-AIFiberFind-AIPoroDict + MatDict   
Modellierung & DesignGrainGeoFiberGeoWeaveGeo   
Simulation & VorhersageDiffuDictConductoDictFlowDictElastoDictAddiDictSatuDict

Welche Module für Sie am besten passen, ist abhängig von der Art Ihrer Anwendung.