Verbundvorhaben: HyQ2Ra - Erforschung und Demonstration eines Raman-Sensors zur messtechnischen Überwachung der Gasqualität und des Massendurchflusses für wasserstoffgespeiste Brennstoffzellensysteme; Teilvorhaben: Entwicklung von Hochdrucksichtzellen für die Raman-spektroskopische Analyse bei H2-Anwendungen
Zeitraum
2022-01-01 – 2024-12-31
Bewilligte Summe
125.644,41 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN5023C
Leistungsplansystematik
Brennstoffzellen - Weitere Technologien und nicht zugeordnet [EA2259]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
An die Wasserstoffqualität für Brennstoffzellenantriebe sind hohe Anforderungen gesetzt. Da Verunreinigungen bei der Herstellung, dem Transport, der Speicherung und der Betankung eingebracht werden und hochkritisch für die jeweilige Funktionalität sein können, ist es sinnvoll, die Reinheit des Wasserstoffs zielgerichtet an verschiedenen Punkten der Verteilerkette zu prüfen. Einige Verunreinigungen (z.B. Schwefelverbindungen, Kohlenstoffmonoxid) verursachen irreversible oder nur langsam reversible Effekte an der Membran der Brennstoffzelle, was sich nachteilig auf ihre Leistung auswirkt. Sie haben oftmals eine energetische Leistungsabnahme von Brennstoffzellensystemen mit nachteiligen Effekten auf die Lebensdauer und speicherbedingt geringe Wirkungsgrade zur Folge, was gesamtwirtschaftlich sich nicht als energieeffizient darstellt. Die Ursache für die Verunreinigungen kann vielfältig sein. Ein breitbandiges Gas-Messsystem, dass die Grenzwerte, festgehalten in der DIN ISO 14687, online und inline detektiert ist derzeit aufgrund fehlender technologischer Möglichkeiten nicht verfügbar. Das HyQ²Ra-Projektkonsortium hat es sich zum Ziel gemacht, die Gasqualität und -quantität an Wasserstofftankstellen für den Endverbraucher sicherzustellen. Im Rahmen des Projektes wird eine neuartige auf Raman-Spektroskopie basierte Messtechnologie erforscht und erstmals im Rahmen eines 6- monatigen Feldversuches an einer Wasserstofftankstelle erprobt. Im Rahmen des Teilvorhabens entwickelt Rubolab die für das Verbundprojekt benötigten Hochdrucksichtzellen. Diese sollten dabei hinsichtlich der Verwendung der Raman-Spektroskopie optimiert werden und einem Gasdruck von 700 bar standhalten. Ein weitere technische Herausforderung ist die Benutzung der Sichtzellen mit Wasserstoff. Hierbei ist im Rahmen der technischen Auslegung der Sichtzellen eine optimale Werkstoffauswahl zu treffen, um die druckinduzierte Wasserstoffversprödung der Messzellen im Betrieb zu verhindern.