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2013
Identifikation von Rissstrukturen in Synchrotronaufnahmen einer HT-PEFC unter verschiedenen Lastzuständen
Identifikation von Rissstrukturen in Synchrotronaufnahmen einer HT-PEFC unter verschiedenen Lastzuständen
Das Institut für Energie- und Klimaforschung-3 im Forschungszentrum Jülich forscht anwendungsbezogen an der Entwicklung von Brennstoffzellen. Ein wichtiger Bestandteil von Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen (HT-PEFC) ist die Membran-Elektroden-Einheit (MEA), die aus zwei Elektroden un...
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Personal Name(s): | Blenkle, Ingmar (Corresponding author) |
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Contributing Institute: |
Technoökonomische Systemanalyse; IEK-3 |
Imprint: |
FH Aachen, Campus Jülich
2013
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Physical Description: |
86 p. |
Dissertation Note: |
FH Aachen, Masterarbeit, 2013 |
Document Type: |
Master Thesis |
Research Program: |
Fuel Cells |
Subject (ZB): | |
Publikationsportal JuSER |
Das Institut für Energie- und Klimaforschung-3 im Forschungszentrum Jülich forscht anwendungsbezogen an der Entwicklung von Brennstoffzellen.
Ein wichtiger Bestandteil von Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen (HT-PEFC) ist die Membran-Elektroden-Einheit (MEA), die aus zwei Elektroden und der Polymermembran besteht. Bei der Herstellung der MEAs entsteht nach dem Trocknen der Katalysatordispersion eine Struktur aus Schollen und Rissen, die es zu analysieren gilt. Die Untersuchung der Rissstrukturen gehört zu den weitgehend unerforschten Gebieten der Brennstoffzellen-Technologie. Daher sollen durch die Strukturanalyse neue Erkenntnisse in Bezug auf Alterungseffekte und Strukturveränderungen gewonnen werden.
Im BESSY-Synchrotron Berlin wurden Serien von Bildern während des Betriebs der Brennstoffzellen mit Röntgenstrahlung aufgenommen. Zur Auswertung dieser Bilder ist eine Vorverarbeitung notwendig, die die Rissstrukturen vom Hintergrund separiert.
Aufgrund einer Vielzahl von Störfaktoren in den Aufnahmen ist die Bildaufbereitung mit der bislang verwendeten Methode nicht ausreichend. Daher wurde im Rahmen dieser Arbeit ein neues Verfahren entwickelt, das die Vorverarbeitung automatisiert durchführt.\\Dabei werden zunächst horizontale Scanfehler durch eine Grundlinienkorrektur unterdrückt. Anschließend wird mit linearen Tiefpassfiltern eine Bildglättung durchgeführt, woraufhin die Aufnahmen mit der Otsu-Methode binarisiert werden. Abschließend werden übrig gebliebene Bildartefakte aus den Aufnahmen entfernt.
Durch das neue Verfahren der Bildvorverarbeitung wird eine weitgehend automatische Auswertung und Analyse der Rissstrukturen ermöglicht. Vor allem können die Rissstrukturen nun unter verschiedenen Betriebszuständen der Brennstoffzellen verglichen werden. |