Lukas Feierabend, Simulation

Modellierung & Simulation

Du möchtest komplexe Wasserstoffsysteme besser verstehen, entwickeln oder optimieren?

Mit physikalisch fundierten Modellen und simulationsgestützten Ansätzen analysieren wir Transport- und Reaktionsprozesse entlang der Wasserstoff-Wertschöpfungskette – vom porösen Material über die Zelle bis zur gesamten Anlage. Unsere Modelle helfen, Systeme zu verstehen, Schwachstellen zu identifizieren und neue Lösungen effizient zu entwickeln.

Modellierung – von der Mikrostruktur zum Gesamtsystem

Wir modellieren elektrochemische Systeme wie Elektrolyseure oder Brennstoffzellenstapel auf verschiedenen Skalen – von der mikroskopischen Mehrphasenströmung in porösen Medien bis hin zur Systemebene komplexer Antriebs- und Umwandlungsprozesse. Dabei kommen sowohl CFD-Methoden als auch reduzierte Modelle und datenbasierte Ansätze zum Einsatz. Ein besonderer Fokus liegt auf der Weiterentwicklung skalenübergreifender Modelle und effizienter Simulationsansätze.

Lukas Feierabend, Simulation
Modellierung, Mikro-/Mesoskalen-Modellierung, Kontinuumsmodellierung (CFD), Reduzierte Modellierung, Systemsimulation

Das können wir für euch tun:

  • Mikro-/Mesoskalen-Modellierung

    • Ein- und Zweiphasentransport in porösen Materialien (z. B. mit GeoDict, PNM, Lattice-Boltzmann-Methoden)
    • Nicht-Newtonsche, mehrphasige Fluide wie Elektrolytsuspensionen für Flussbatterien
    • Analyse dynamischer Materialeigenschaften
    • Software: Palabos, CFDEM, OpenFOAM
  • Kontinuumsmodellierung (CFD)

    • Strömungs-, Wärme und Stofftransport
    • Reaktionsphänomene in (elektro-) chemischen Wandlern
    • Strömungsberechnungen in Flow Fields, Diffusionslagen und Stapeln
    • Multiphysik-Simulation von Einzelzellen
    • Simulation von Tankbefüllung, Strömungsausbreitung, Hot-Spots
    • CFD-basierte Reaktorsimulation (z. B. Ammoniak-Cracker)
    • Software: AVL FIRE, FloEFD, OpenFOAM
  • Reduzierte Modellierung und datenbasierte Methoden

    • Dimensionsreduzierte Modellierung von Brennstoffzellen- und Elektrolysestapeln
    • Performance- und Degradationsmodellierung
    • Effiziente Designvariationen, Sensitivitätsanalysen und Optimierungssimulationen
    • Einsatz von Machine Learning zur Degradationsprognose, AST-Entwicklung und modellgestützten Kontrollstrategien
    • Software: Open Source, modular
      (github.com/zbt-tools)
  • Systemsimulation

    • Dynamische und stationäre Analyse von Power-to-X-Prozessen und X-basierten Antriebssystemen (z.B. für grünen Ammoniak)
    • Untersuchung der stationären und dynamischen Interaktion einzelner Komponenten
    • Modellierung und Auslegung kompletter Energienetze und Anlagenketten
    • Entwicklung und Bewertung von Kontrollstrategien
    • Simulation von Wasserstofftankstellen (HRS) und Ammoniakanlagen
    • Software: Ebsilon, AVL Cruise M, Python

Bewertung, Validierung und Optimierung von Prozessen

Simulationsgestützte Analysen helfen uns, Wasserstoffsysteme ganzheitlich zu bewerten – von der Einzelkomponente bis zur gesamten Anlage. Dabei nutzen wir Prozesssimulationen, Variantenanalysen und dynamische Modelle, um Betriebspunkte zu optimieren, neue Konzepte abzusichern und komplexe Anlagenkonfigurationen zu untersuchen.

Damit unsere Modelle aussagekräftig und belastbar sind, stützen wir sie auf experimentelle Referenzdaten – aus eigenen Testständen oder in enger Zusammenarbeit mit Forschungspartnern. Parametrierung, Kalibrierung und Validierung erfolgen systematisch und ermöglichen eine enge Verknüpfung von Simulation und physikalischer Realität.

Gruppenleiter Modellierung & Simulation

Lukas Feierabend
+49 203 7598-2353
Lukas Feierabend, Mitarbeiterfoto
This site is registered on wpml.org as a development site. Switch to a production site key to remove this banner.