HZwo:KLeE - Entwicklung eines hocheffizienten kosten- und lebensdaueroptimierten Brennstoffzellensystems für die dezentrale Energieversorgung im produzierenden Gewerbe
Present Research Project

Zentraler Projektgegenstand ist die Entwicklung eines kostengünstigen, langlebigen und flexibel einsetzbaren Brennstoffzellensystems für die dezentrale Energieversorgung im produzierenden Gewerbe im Leistungsbereich von 5kW. 

Dies soll mit einem Effizienzmodul ausgestattet sein, welches die notwendige Sensorik und Aktorik enthält, um die Betriebsbedingungen des Brennstoffzellensystems zu optimieren und somit den Wasserstoffverbrauch zu minimieren. Durch den modularen Aufbau des Effizienzmoduls kann dieses, ohne zusätzlichen Entwicklungsaufwand, kostenoptimal für verschiedene Einsatzszenarien konfiguriert werden.

 Weiterhin soll das System mit einer kosteneffizienten, hochdrehzahlfesten, robusten Wasserstoffrezirkulationspumpe mit langer Lebensdauer (>20.000h) als zentrale Komponente des Effizienzmoduls ausgestattet sein sowie über eine Bipolarplatte verfügen, welche durch ihre Beschichtung und das Herstellungsverfahren eine hohe Lebensdauer (>20.000h) bei gleichzeitig geringen Herstellungskosten aufweist.

Hauptaufgabe der Professur ALF ist die Modellbildung und Simulation des Effizienzmoduls, welches eine modulare hochoptimierte Anodengasversorgung der Brennstoffzelle darstellt. Zentraler Punkt ist die dynamische Simulation der Anodengas-Rezirkulation (aktiv, passiv und kombiniert) mit Berücksichtigung veränderlicher Gaszusammensetzungen und thermischer Einflüsse. Das entstehende Modell wird genutzt um die Betriebsbedingungen hinsichtlich Rezirkulationsraten und Purge-Strategie zu optimieren. Die Modellbildung erfolgt auf Systemebene mit Matlab/Simulink. Für die Strömungssimulation auf Komponentenebene kommen CFD-Werkzeuge wie Ansys Fluent zum Einsatz.

Projektlaufzeit: 01.07.23 - 30.06.2025

Projektpartner:

• actiro Power Blower GmbH
• Argo-Anleg GmbH
• ICM - Institut für Chemnitzer Maschinen- und Anlagenbau e.V.
• Technische Universität Chemnitz/Professur Alternative Fahrzeugantriebe

Förderung: ZIM-Projekt im ZIM-Netzwerk H2-apply           Förderkennzeichen: 16KN111601

Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz BMWK

Projektträger: VDI/VDE-IT

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