Hochintegriertes Stackmodul (HIS) / 25.07.2017

Brennstoffzellensystem für netzunabhängige Stromversorgung

Brennstoffzellen Prototypenbau und Fertigung bei der ElringKlinger AG. © ElringKlinger AG

Im Projekt HIS entwickeln Industrie und Forschung gemeinsam ein hocheffizientes, kompaktes und emissionsarmes SOFC-Brennstoffzellenmodul. So kann aus Propan und Erdgas direkt elektrischer Strom für Batterieladekonzepte im Bereich der speziellen Märkte und der netzfernen Stromversorgung erzeugt werden.

Links sind Komponenten und Verschaltung eines herkömmlichen SOFC-Brennstoffzellen Systems dargestellt. Rechts ist der geplante kompakte, integrierte Aufbau des Systems dargestellt, bei dem alle Komponenten in den SOFC-Stack integriert sind. © ElringKlinger AG

Kernkomponenten von SOFC-Systemen sind der Reformer zur Brenngasaufbereitung, ein Restgasbrenner, ein Wärmetauscher und der SOFC-Stack. In vorhandenen Systemen werden diese Komponenten separat hergestellt und mit Rohren verbunden. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines hochintegrierten SOFC-Stackmoduls, das im Erdgas- und Propanbetrieb etwa ein Kilowatt elektrische Leistung erzeugt und alle Kernkomponenten enthält. Die angestrebte hohe Integration, die niedrigen Herstellungskosten und die Kompaktheit sollen durch die Herstellung aller Komponenten in Plattenbauweise (geprägte Bleche) und das Aufeinanderstapeln dieser zu einem Stackmodul realisiert werden. Die Partner new enerday und ElringKlinger definieren die Anforderungen nach denen das Forschungszentrum Jülich ein Konzept erarbeitet, dass die Firma Isatec strukturmechanisch und strömungstechnisch auslegt. Die Produktion des auf serientaugliche Herstellverfahren ausgelegten Designs erfolgt bei der ElringKlinger AG. Für den Prototypenbau werden generative Rapid Prototyping Verfahren wie Lasersintern evaluiert und eingesetzt. Ziel ist der Funktionsnachweis der Prototypen anhand von Einzelkomponenten- und Gesamtmodultests; diese führt die Firma new enerday durch. Neben der Kompaktheit des Moduls ist vor allem die perfekte technische Abstimmung der Einzelkomponenten aufeinander ein wichtiges Ziel. Nur so können die späteren Lebensdauer- und Kostenanforderungen erreicht werden.

 

Das Modul soll als Batterielader in den speziellen Märkten wie netzferner Stromversorgung und dem Freizeitmarkt zum Einsatz kommen.

Mehr zum Projekt

Verbundprojekt:
Hochintegriertes Stackmodul HIS

Förderkennzeichen:
03ET6078A,C,E,F

Laufzeit:
5/2017 – 4/2020

Projektbeteiligte

Projektleitung, Konstruktion und Herstellung:
ElringKlinger AG
Dr. Moritz Pausch, moritz.pauschatelringklinger.com

Konzeption, Testing:
Forschungszentrum Jülich GmbH

Simulation, Strömungs- und wärmetechnische Auslegung:
Isatec GmbH

Systementwicklung, Anwendung:
new enerday GmbH

Forschungsförderung

Das Informationssystem EnArgus bietet Angaben zur Forschungsförderung, so auch zu diesem Projekt.