AiF-FV-Nummer 17115 N

Entwicklung eines HT-PEM-Brennstoffzellenstacks mit integrierter Methanol-Reformierung auf Basis von Compound Material-Platten

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.08.2011 bis 31.07.2014

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Die zuverlässige Stromversorgung ist heutzutage eine grundlegende Voraussetzung für den Betrieb von zahlreichen Geräten und Fahrzeugen mit elektrischen Leistungen zwischen 100 Wel und etwa 1 kWel . Dafür werden überwiegend wiederaufladbare Batterien oder motorische Generatoren mit den Brennstoffen Diesel, Benzin oder Flüssiggas eingesetzt. Die Batteriesysteme weisen jedoch Nachteile hinsichtlich Speicherdichte, Umgebungseinflüssen und Lebensdauer, die Generatoren hinsichtlich Wirkungsgrad, Emissionen und Geräuschpegel auf. Brennstoffzellen stellen eine vielversprechende Alternative dar. Insbesondere auf Basis des Brennstoffs Methanol, der regenerativ herstellbar ist und als zukünftiger Brennstoff großes Potential hat, können kompakte und modularisierbare Brennstoffzellensysteme entwickelt werden. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird ein HT-PEM-Brennstoffzellenstack mit vollständig integriertem Methanol-Dampfreformer auf Basis von Compound Material-Platten entwickelt. Die angestrebte elektrische Bruttoleistung beträgt 600 W. Dieser Stack wird mit einem Kathodenluft-Wärmeübertrager und einem Anodenoffgas-Brenner in einem gemeinsamen Gehäuse integriert und als Funktionsmuster demonstriert. Im Vergleich zum konventionellen Aufbau mit separatem Methanol-Reformersystem besteht ein sehr hohes Wirkungsgradpotential aufgrund der internen Nutzung der Brennstoffzellenwärme für die Verdampfung und Reformierung von Methanol sowie geringen Wärmeverlusten durch einen vollständig isolierten Stack. Das System weist eine geringe Anzahl an aktiven und passiven Komponenten auf, kann einfach geregelt werden und ist modularisierbar zwischen etwa 100 W und mehreren Kilowatt. Der Einsatz von Compound Material bedeutet erhebliche Vorteile hinsichtlich flexibler Gestaltung, Korrosionsstabilität und kostengünstiger Serienfertigung durch Spritzgießen oder Heißpressen.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente