Energie Speicher

Brennstoffzellen | Wasserstoff-Brennstoffzellensystem mit einer Ausgangsleistung von 1,5 kW.

Brennstoffzellen

Brennstoffzellen gelten als vielversprechende Technologie zur Energiebereitstellung der Zukunft. Die Fraunhofer-Allianz Energie entwickelt neue Systemkomponenten sowohl für fossile als auch für erneuerbare Brennstoffe wie Ethanol, Biogas oder Wasserstoff. Dazu gehören Elektrodenmembranen für Hochtemperaturbrennstoffzellen sowie Polymer-ElektrolytMembranen und Elektrokatalysatoren für direktalkohol- oder reformatbetriebene Brennstoffzellen. Unsere Mitgliedsinstitute forschen an innovativen Testverfahren insbesondere für den automobilen Einsatz von Brennstoffzellen und bieten Kunden entsprechende Mess-Dienstleistungen an. Ein weiteres Forschungsfeld sind Systeme zur (elektro-) chemischen Bereitstellung von Wasserstoff.

Kompetenzen der Fraunhofer-Allianz Energie im Bereich Brennstoffzellen

Brennstoffzellen (PEM, HT-PEM SOFC, DMFC, MCFC)

In Brennstoffzellen wird chemische Energie von Brennstoffen wie z.B. Wasserstoff, Methanol oder Erdgas in elektrische umgewandelt. Aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades spielt die Brennstoffzelle für die zukünftige Wandlung in elektrische Energie eine tragende Rolle. Die Allianz Energie stellt Optimierungspotenziale für Design, Materialauswahl und Betriebsstrategie dar und arbeitet an der stetigen Weiterentwicklung von Brennstoffzellenkomponenten, -Stacks und –Systemen, so beispielsweise durch Schnellalterungstests für PEM-/SOFC-Brennstoffzellen. Für ausführliche Tests und Prognosen stehen eigens entwickelte Prüfstände für Systemkomponenten parat. Der Einsatz von Energieträgern wie Erdgas und Methanol aber auch von Ethanol und synthetischen Kohlenwasserstoffen erfordert in den meisten Fällen Reformiertechnik für die Umwandlung dieser Brennstoffe in wasserstoffhaltiges Gas. Die Allianz Energie arbeitet an Katalysator- und Reaktortechnik und Systemdesigns für die Reformiertechnik. Im Hinblick auf einen stärkeren Fokus auf Sektorenkopplung, besonders mit Wasserstoff als Energieträger, ist auch die sogenannte reversible Brennstoffzelle eine wichtige Technologie. Dabei wird die Speicherung von Energie als Wasserstoff durch Elektrolyse mit demselben System realisiert, in dem der Wasserstoff wieder in der Brennstoffzelle rückverstromt wird.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

GETPower

Energieautarke Flugzeugküchen: Mit GETPower soll das bereits bestehende Reformersystems weiterentwickelt werden, um eine optimierte Integration des Gesamtsystems in einen Standardtrolley zu erreichen.

 

FCGEN

Das Projekt FCGEN will ein vollständiges, brennstoffzellenbasiertes, 3kW Bordaggregat (APU) entwickeln und den Konzeptnachweis in einer realen Umgebung an Bord eines LKWs erbringen.  

 

FlexiFuel-SOFC

Entwicklung eines neuen und hocheffizienten Mikro-KWK-Systems auf Basis einer brennstoffflexiblen Vergasung und einer SOFC.

Materialentwicklung für Brennstoffzellen

Im Rahmen der Materialentwicklung für Brennstoffzellen arbeiten Fraunhofer-Forscherinnen und Forscher unter anderem an der Membranentwicklung von PEM-Brennstoffzellen sowie an der Weiterentwicklung von SOFC-Werkstoffen und Katalysatoren. Ein wichtiges Ziel ist dabei die Lebensdauerverlängerung und Kostenreduktion der Modulkomponenten. Hier werden auch radikal neue Ansätze verfolgt, etwa die Herstellung multifunktioneller Komponenten oder der Einsatz neuer Herstellungskonzepte. Abgesehen davon wurde zudem ein Expertennetzwerk zur Entwicklung skalierbarer Produktionsverfahren initiiert, das zur Entwicklung kostengünstiger Produktionstechnologien und Fertigungskonzepten beiträgt.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

Fügetechnik und AVT

Das Fraunhofer IKTS hat sich auf die Entwicklung von Lotmaterialien für Hochtemperaturanwendungen, insbesondere Lotgläser für SOFC, spezialisiert.  

 

BePPel

Das Fraunhofer ICT möchte Messvorschriften zur physikalischen Charakterisierung von metallischen und graphitischen Bipolarplatten standardisieren, um Endanwendern eine leichtere Prüfung der Qualität der Materialien zu ermöglichen.