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Forscher entwickeln effizientere Systeme für Brennstoffzellen und Kraft-Wärme-Kopplung

19.04.2017

Effizienz und Brennstoffverbrauch sind entscheidende Parameter für die Wirtschaftlichkeit von Heizungssystemen oder Fahrzeugen. Das Energieforschungszentrum NEXT ENERGY verfügt im Marktsegment der Brennstoffzellen- und Kraft-Wärme-Kopplungs-Systeme über umfassendes Know-how zur Entwicklung effizienterer, kostengünstigerer und robusterer Materialen bis hin zu optimalen Betriebsführungsstrategien. Anschauliche Beispiele für mehr Effizienz im Gesamtsystem demonstrieren die Oldenburger Wissenschaftler vom 24. bis 28. April 2017 auf der Hannover Messe an Stand D57 sowie in Halle 2 an Stand A08.

Kooperation mit Herstellern


Die Leistung einer Brennstoffzelle wird von der Membran-Elektroden-Einheit beeinflusst. Tritt Phosphorsäure aus der Membranstruktur aus, verringern sich Leitfähigkeit und Effizienz des Gesamtsystems.

Foto: NEXT ENERGY


Durch Infrarot-Aufnahmen lassen sich Wärmeverluste anhand der orange/rötlichen Farbgebung aufspüren. Dieses Bild eines Wärmetauschers macht die vorhandenen Potenziale zur Dämmoptimierung sichtbar.

Foto: NEXT ENERGY

Bei Brennstoffzellensystemen werden Kennwerte wie die Leistung oder die Lebensdauer bereits durch das Produktionsverfahren oder später durch die Betriebsweise maßgeblich beeinflusst. Im vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekt „QUALIFIX“ analysiert NEXT ENERGY diese komplexen Abhängigkeiten.

Ziel ist es, gemeinsam mit den Herstellern technisch oder wirtschaftlich abbildbare Qualitätssicherungssysteme zu definieren, entwickeln und validieren. Dabei werden die durch den Betrieb verursachten Degradationseffekte ebenfalls berücksichtigt. So können kostentreibende Fertigungsverluste minimiert und Optimierungspotenzial gezielt genutzt werden.

Wartungsfreundlicher Systemaufbau

Sowohl die Installation als auch künftige Wartungseinsätze müssen bei KWK-Anlagen so vorbereitet werden, dass durch diese Arbeiten möglichst keine Effizienzverluste verursacht werden. Hier fokussiert sich die mögliche Fehlerquelle also auf den „Faktor Mensch“. Vor diesem Hintergrund zielt das von der Europäischen Union geförderte Forschungsprojekt „D2Service“ auf wartungsfreundliche Konzepte ab:

Unter anderem entwickelt NEXT ENERGY für die Forschungspartner Testprozeduren, mit denen langzeitwirkende und wirkungsgradreduzierende Fehler bei Wartung und Installation direkt aufgespürt werden können. Vorrangiges Projektziel ist es, mittels einfacher Austauschprozeduren und verständlicher Dokumentation Kosten und Aufwand für Reparaturarbeiten spürbar zu senken. Durch die internationale Kooperation mit mehreren Herstellern sollen die Verfahren auf unterschiedliche KWK-Anlagen auf Basis von Brennstoffzellen anwendbar werden.

Innovativer Fertigungsansatz

Mittels eines neuartigen Fertigungs-Ansatzes hat ein NEXT ENERGY-Wissenschaftlerteam ein kostengünstiges Speicherkonzept für Redox-Flow-Batterien entwickelt. Der Speicher ermöglicht die Steigerung des Eigenverbrauchs Erneuerbarer Energien und zeichnet sich durch besonders hohe Sicherheit und Langlebigkeit aus. Ein zum Patent angemeldetes Verfahren erlaubt bei der Montage der Kernkomponenten der Batterien – den Stacks – Kosteneinsparungen von bis zu 85 Prozent. Derzeit wird aus dem EXIST-Forschungstransfer „ResiFlow“ heraus die Unternehmensgründung vorbereitet.

Angestrebt wird mit Unterstützung von Investoren die Serienfertigung eines Produktes, das insbesondere auf die Anforderungen im gewerblichen und landwirtschaftlichen Bereich ausgerichtet ist. Einen Prototyp, der das generelle Konzept demonstriert, präsentiert das Gründerteam am Gemeinschaftsstand des Niedersächsischen Ministeriums für Wissenschaft und Kultur in Halle 2.

Am Vortragsprogramm der Hannover Messe 2017 beteiligt sich NEXT ENERGY mit folgenden Beiträgen:

• Dienstag, 25. April 2017, 13.20 Uhr, Public Forum:
Dr. Alexander Dyck, Bereichsleiter Brennstoffzellen bei NEXT ENERGY:
„Scientific Results for Economic Benefit Inside the Product Ramp up for Fuel Cell Systems“

• Dienstag, 25. April 2017, 14.00 Uhr, Technical Forum:
Tobias Thomsen, Projektleiter „D2Service“ bei NEXT ENERGY:
„Design to Service of Micro-CHP Systems“

Heinke Meinen | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.next-energy.de

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