Forschung

BRENNSTOFFZELLE | Planungsgruppe 7 »Brennstoffzelle«

Als Konsequenz aus dem Pariser Abkommen hat die deutsche Bundesregierung einen Klimaschutzplan entwickelt, der für das Jahr 2050 eine „weitgehend Treibhausgas-neutrale Mobilität“ fordert. Allein durch batterieelektrische Antriebe wird dieses Ziel nach heutigem Kenntnisstand nicht zu erreichen sein, da die Energiedichte auch künftiger Akku-Generationen nicht für Langstreckenmobilität und Güterverkehr ausreicht.

Um sich dennoch von fossilen Energieträgern und der damit verbundenen Freisetzung von CO2 unabhängig zu machen, bieten sich chemische Energieträger an, die durch Strom aus regenerativen Quellen wie Sonnen- oder Windenergie gewonnen werden können. Da die derzeit diskutierten Wandlungspfade als ersten Prozessschritt überwiegend die Wasserstoffgewinnung durch Elektrolyse vorsehen, ist es sinnvoll an Energiewandlern zu forschen, die den Wasserstoff direkt in im Fahrzeug nutzbare Energieformen umwandeln können – also am wasserstoffbetriebenen Verbrennungsmotor sowie an der Brennstoffzelle.


»Für die Brennstoffzelle stehen Entwicklungswerkzeuge nur eingeschränkt zur Verfügung, auch weil nicht alle Wirkzusammenhänge hinreichend erforscht sind. Daher will die Planungsgruppe das Thema Simulation zu einem ihrer Schwerpunkte machen.« | Dr. Volker Formanski (BMW)


Die Onboard-Stromerzeugung durch eine Brennstoffzelle hat gegenüber einem batterieelektrischen Antrieb diverse Vorteile, die vom schnellen Nachtanken über die hohe Energiedichte bis hin zu einem von den Außentemperaturen unabhängigen Betrieb reichen. Allerdings sind die Kosten von für den Fahrzeugeinsatz geeigneten Niedertemperatur-Brennstoffzellen derzeit noch so hoch, dass eine wirtschaftliche Großserienproduktion derzeit noch nicht möglich erscheint.

Die von der FVV initiierte, stark anwendungsorientierte Gemeinschaftsforschung an Brennstoffzellen verfolgt daher das Ziel, durch innovative Lösungen die Kosten künftiger Brennstoffzellen-Generationen deutlich zu senken. Im Zentrum stehen dabei verschiedene technische Ansätze wie die Regelungstechnische Optimierung des Gesamtsystemverhaltens sowie der Teilsysteme, etwa des Thermomanagements, die Optimierung der Peripherie-Systeme für die Wasserstoff- und Luftzufuhr und die Entwicklung geeigneter Simulationsmodelle, mit denen neue Ideen schnell bewertet werden können.


    Die Planungsgruppe 7 »Brennstoffzelle« widmet sich folgenden Themen:

    • Systemintegration von Brennstoffzellen in mobile/stationäre Anwendungen
    • Kostenreduktion durch innovative Lösungen
    • Wasserstoffkompatibilität

    Und bearbeitet folgende Forschungslinien/-schwerpunkte:

    • Betriebsarten und -bedingungen von Brennstoffzellen
    • Wasserstoffkompatibilität, Handhabung, Materialeigenschaften von wasserstofftragenden Komponenten
    • Luftpfad und -filterung
    • Thermische Verwaltung
    • Schnittstellen zur Brennstoffzelle und zu verwandten Komponenten/Aggregaten, z.B. Kompressoren, Expandern
    Brennstoffzellen- technologie
    Entwicklungs- werkzeuge
    Synthetische Kraftstoffe
    Komponenten
    Emissionen

    Menschen & Technologie

    Entwicklung eines generischen Brennstoffzellen-Stacks

    Einer für alle

    Die Brennstoffzellenforschung hat in den letzten Jahren große Fortschritte erzielt und erste kommerzielle Anwendungen ermöglicht. Um die Kosten weiter zu senken, muss nun das Gesamtsystem noch besser zusammenspielen. Ein dafür benötigtes Entwicklungswerkzeug entsteht derzeit im Rahmen eines von der FVV finanzierten Forschungsvorhabens am ZSW in Ulm.

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    MTZ 09/2017

    Industrielle Gemeinschaftsforschung auf dem Gebiet der Brennstoffzelle

    Ende vergangenen Jahres hat die Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen (FVV) die neue Planungsgruppe Brennstoffzelle ins Leben gerufen. Wichtigstes Ziel ist es, mit den Mitteln der industriellen Gemeinschaftsforschung eine CO2-neutrale Langstrecken- und Gütermobilität bezahlbar zu machen. Die bislang initiierten Forschungsvorhaben zeigen, dass auf dem Gebiet der Brennstoffzelle noch erhebliches Potenzial für Kostensenkungen vorhanden ist.

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    Kühlung Brennstoffzelle

    Entwicklung eines Brennstoffzellen-Stack-Emulators zur Untersuchung und Bewertung von Komponenten, Werkstoffen und Flüssigkeiten für den Einsatz in Kühlsystemen von Brennstoffzellen

    THEMIS
    M0217

    Innovative BZ-Luftversorgung

    Innovatives Luftversorgungssystem mit integrierter Befeuchtung für ein Brennstoffzellensystem für Automobilanwendungen

    THEMIS
    1362

    Korrosionsprodukte / Verunreinigungen im Wasserstoff- pfad des mobilen Brennstoffzellen- systems

    Recherche und Bewertung über Korrosionsprodukte und Verunreinigungen im Wasserstoffpfad des mobilen Brennstoffzellensystems

    THEMIS
    M1717

    Simulation/Vehicle Hybridisierung

    Methodik zur Klassifizierung von Brennstoffzellen-Hybridarchitekturen in der Anwendung

    THEMIS
    PG7 »Brennstoffzelle«

    Leitung:
    Dr. Volker Formanski
    BMW


    Stellv. Geschäftsführer

    Martin Nitsche

    FVV
    +49 (0) 69 6603 1345
    +49 (0) 69 6603 2345

    Projektbetreuung / Teamassistenz

    Daniela Abdalla

    FVV
    +49 (0) 69 6603 1345
    +49 (0) 69 6603 2345


    Forschungsvereinigung Verbrennungskraft­maschinen e.V.

    Lyoner Straße 18
    60528 Frankfurt am Main
    Deutschland
    T +49 69 6603 1345