FCH JU Simulation, Statistics and Experiments Coupled to develop Optimized aNd Durable micro-CHP systems using ACcelerated Tests

Hovedmålsetting for Second Act har vært å øke forståelsen av degradering av brenselscelle systemer. Gjennom å bedre forstå degraderingsmekanismene har målet vært å utvikle komponenter med forbedret levetid for PEM- og direkte metanol systemer. Gjennom analyse av data fra langtidstester av eksisterende systemer gjort tilgjengelig av deltakende industripartnere, så har dominerende årsaker til feil blitt identifisert og degraderingshastigheter kvantifisert. Disse årsakene til feil ble deretter studert i laboratorieskala forsøk med enkeltceller og korte stacker. Testing ble utført med det formål å identifisere degradering på komponentnivå, slik at nye komponenter kunne utvikles gjennom prosjektet. For mer effektiv testing, akselererte stress test protokoller så vel som test protokoller for spesielle feilmodi og for sterkt degraderende betingelser har blitt utviklet og validert. Så vel in-situ som ex-situ karakterisering av komponenter har blitt utført for å studere lokale effekter av degradering. En betydelig modelleringsjobb har blitt utført i prosjektet. Fysisk så vel som empirisk modellering har vært benyttet for å kvantifisere de ulike bidragene til degradering. Statistisk analyse av degraderingsdata ble også utført. Analyse av varians ble utført for å studere muligheter for å utnytte populasjonsstatistikk til å estimere levetid. Prinsipalkomponentanalyse- og regresjon ble utført for å kunne korrelere hendelser i strøm- og spenningsdata med operasjonelle data samt å undersøke muligheter for å kunne predikere spenning fra operasjonelt innstilte verdier.

Simulation, Statistics and Experiments Coupled to develop Optimized aNd Durable ?CHP systems using ACcelerated Tests. Second act aims at improving understanding of stack degradation in order to propose solutions enabling significant lifetime improvements for ?CHP systems using PEMFC or DMFC technology. Project will be thus founded and focused on two efforts: degradation understanding and durability improvement. These efforts will be oriented towards existing systems available in the project thanks to the involvement of three industry partners willing to enhance lifetime and hence competiveness for market deployment. Degradation investigations will be based on lifetime tests information from existing field tests on these systems for relevant description o f failure modes and related performance degradation; from stack and cells specific degradation/durability tests including validated accelerated stress tests emphasizing specific degradation or failure modes in cells and stacks. Understanding will be ensu red by using expertise of research groups in different techniques such as: advanced in-situ local measurements to identify heterogeneities and local performance degradation; ex-situ investigations of components to identify mechanisms; statistical analyses to identify the impact of failure modes and to relate causes to performance losses; and modelling to simulate local performance and degradation in unit cell and stack. Durability improvement will be assessed thanks to the following methodology: exploita tion of all degradation investigations for the proposal of components modifications; selection of most relevant solutions related to most critical degradation issues for their evaluation and demonstration of durability improvements; application of validat ed accelerated tests with improved components in unit cells or stacks tpo demonstrate improvement; and final achievement will be reached with the demonstration of significant measurable improvement at system level.