Verbundprojekt MÖWE III

Entwicklung eines modularen Brennstoffzellensystems basierend auf Diesel für den Einsatz in mobilen Anwendungen

Kurzbeschreibung

Brennstoffzellen sind hocheffiziente, elektrochemische Energiewandler, die geräuscharm und mit vergleichsweise geringen Schadstoffemissionen aus Brenn- oder Kraftstoff direkt elektrischen Strom erzeugen. Als externe netzunabhängige Energieversorgung sind sie eine interessante Alternative zu aktuell erhältlichen technischen Lösungen. Insbesondere der Freizeitmarkt stellt ein Einsatzgebiet für Brennstoffzellensysteme auf Basis flüssiger Brennstoffe dar. Mit einer elektrischen Leistung von 3 kWel wird eine ausreichende Bordstromversorgung und die Möglichkeit zur Klimatisierung von Reisemobilen oder Yachten geschaffen. In diesem Leistungsbereich sind bisher nur mit benzin- bzw. dieselbetriebene Stromgeneratoren auf Basis von Verbrennungsmotoren am Markt verfügbar. Der Einsatz von verbrennungsmotorischen Generatoren ist jedoch oftmals im Hafenbereich oder auf Stellplätzen für Reisemobile auf Grund von Lärm- und Emissionsschutzvorgaben nur beschränkt zulässig.

Für Anwendungen von Brennstoffzellensystemen in Reisemobilen oder auf Yachten ist Diesel aufgrund der Energiedichte, der Verfügbarkeit und der geringen Sicherheitsanforderungen der bevorzugte Energieträger. Erfolgreiche Arbeiten aus den MÖWE-Vorgängerprojekten zeigen, dass die Kopplung eines Brenngaserzeugers basierend auf der Dampfreformierung von Diesel mit einer LT-PEM Brennstoffzelle eine effiziente und umsetzbare Lösung ist. Die Ergebnisse belegen außerdem, dass die beteiligten Prozesse dauerhaft gekoppelt betrieben werden können. Auf Basis von weiteren Forschungsaktivitäten besteht eine reelle Chance diese Technologie in einer großen Bandbreite von mobilen und stationären Applikationen bis zur Marktreife zu entwickeln.

Arbeitsziele des Projekts

Nachweis der technischen Reife der Entwicklung eines modular aufgebauten, mit Diesel betriebenen Brennstoffzellen-Systems (Dampfreformer- und PEM-BZ-Modul im Leistungsbereich 3 kWel) durch einen Demonstrator.

Arbeitsschwerpunkte:

  • Optimierung der Komponenten und der Systemverschaltung zur Sicherstellung der technischen und kommerziellen Ziele und zur Reduktion der Systemkomplexität
  • Optimierung der Prozessführung, insbesondere Reduktion der Startzeit und Umsetzung des Stand-by-Betriebs des Brenngaserzeugers ohne Brennstoffzelle
  • Benchmarking von PEM-Brennstoffzellen mit unterschiedlichen MEA-Technologien (LT-PEM, HT-PEM)
  • Aufbau eines Gesamtsystems zur Demonstration eines autarken Betriebs

 

Arbeitsaufgaben OWI

  • Projektkoordination
  • Konzeption, Aufbau und Betrieb des Gesamtsystems
  • Einzelkomponententests

 

Projektpartner

  • Behr GmbH & Co. KG, Stuttgart
  • Inhouse Engineering GmbH, Berlin
  • Enasys GmbH, Berlin
  • OWI Oel-Waerme-Institut GmbH, Herzogenrath

 

Projektförderung

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi), Berlin

 

Projektlaufzeit

April 2012 bis März 2015