Die Degradationsmodellierung beschreibt, wie sich relevante materialbezogene, physikalische und elektrochemische Eigenschaften im Laufe der Zeit verändern und wie diese Veränderungen die messbare Leistung eines Elektrolyseurs beeinflussen.

Physikalisch-empirische Ansätze verbinden physikalisch interpretierbare Modellstrukturen mit Parametern aus experimentellen Daten. So ermöglichen sie ein mechanistisches Verständnis bei gleichzeitig hoher Recheneffizienz für Langzeit- und Anwendungssimulationen.

Ja. Die modulare Modellarchitektur ermöglicht es, einzelne Alterungsmechanismen separat abzubilden und anschließend zu kombinieren. Dadurch lässt sich ihr jeweiliger Beitrag zur gesamten Leistungsdegradation bewerten.

Abhängig von der Technologie und den verfügbaren Daten können unter anderem Katalysatoralterung, Membran- oder Separatordegradation, erhöhte ohmsche Verluste, Bipolarplattenalterung, Vergiftung, reversible Effekte, Einlaufverhalten und transportbedingte Veränderungen berücksichtigt werden.

Grundsätzlich ja. Die Eignung hängt von der Datenqualität, Testdauer, den Betriebsbedingungen, der Messauflösung und der ausreichenden Abbildung relevanter Degradationsmechanismen ab.

Simulation unterstützt die Definition geeigneter Testmatrizen und hilft, aussagekräftige Betriebsbedingungen zu identifizieren. Validierte Modelle können anschließend zusätzliche Betriebsszenarien untersuchen.
In welchem Umfang sich der experimentelle Aufwand reduzieren lässt, hängt von der Modellgüte, dem Anwendungsbereich und der erforderlichen Prognosesicherheit ab.

Bei der segmentierten Modellierung wird die Elektrolysezelle räumlich unterteilt. Dadurch lassen sich lokale elektrochemische und physikalische Zustandsgrößen wie Stromdichte, Temperatur, Stofftransport, Druck und Strömung berechnen.

Multiphysikmodelle identifizieren lokale Betriebsbedingungen, die als Alterungstreiber wirken können. Degradationsmodelle beschreiben anschließend, wie diese Bedingungen Materialeigenschaften und elektrochemische Leistung im Laufe der Zeit beeinflussen.
So wird die lokale Zellphysik mit der langfristigen Leistungsentwicklung verknüpft.

Die Modellergebnisse werden innerhalb des vorgesehenen Betriebsbereichs mit repräsentativen Versuchsdaten verglichen. Die Validierungsstrategie richtet sich nach der Modellarchitektur, den verfügbaren Messdaten, der Elektrolysetechnologie und der jeweiligen Anwendung.