StBZuEL: Entwicklung u. Test von elektr. steuerbaren Membraneinheiten in PEM-BZ und -Elektrolyseuren mit interner Methanisierung im Auslasskanal TVH: Simulation u. experimentelle Untersuchung v. elektr. steuerbaren Membraneinheiten in PEM-BZ u. -Elektrolyseuren mit interner Methanisierung im Auslasskanal
Zeitraum
2018-07-01 – 2022-12-31
Bewilligte Summe
1.857.807,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6133A
Leistungsplansystematik
Strombasierte Erzeugung gasförmiger Energieträger [EA2741]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Die heute eingesetzten Wasserstoff- bzw. Brennstoffzellentechnologien weisen in Teilbereichen technische Probleme auf, die einen langfristigen, zuverlässigen und kostengünstigen Einsatz verhindern. Im Gesamtprojekt wird die Problematik der bisher nicht direkt beeinflussbaren Reaktionsgeschwindigkeit von PEM-Brennstoffzellen aufgrund des nicht direkt intern beeinflussbaren Membranverhaltens erforscht. Durch die Beeinflussung der Membraneigenschaften kann die Dynamik dieser Systeme und damit die Reaktion auf Lastsprünge optimiert werden. Dies soll durch elektrisch steuerbare Membraneinheiten ermöglicht werden. Gleichzeitig wird bei der damit verbundenen gleichmäßigeren Membranbelastung eine verlängerte Lebensdauer erwartet. Ein weiterer Forschungsansatz liegt auf der Verbesserung der Power-to-Gas Systeme. Wasserstoff kann wegen seines abweichenden Brennwerts nur anteilig in das Erdgasnetz eingespeist werden. Heutige Methanisierungskonzepte verursachen durch ihren apparativen Aufwand hohe Kosten und verringern aufgrund der prozessbedingten Wärmeverluste den Wirkungsgrad. Mit einer internen Vor-Methanisierungs-Reaktion im Gasauslasskanal des Elektrolyseurs direkt nach der Entstehung, kann der Gesamtprozess effizienter gestaltet werden. Das Teilvorhaben der Helmut-Schmidt-Universität beschäftigt sich in zwei Arbeitspaketen mit der Untersuchung dieser neuartigen Konzepte. Ziel des ersten Arbeitspakets ist ein funktionsfähiger Labor-Prototyp eines Brennstoffzellensystems mit elektrisch steuerbarer Membran für eine verbesserte Dynamik von Brennstoffzellen. Das zweite Arbeitspaket setzt sich als Ziel, einen Labor-Prototypen eines Elektrolyse-Systems mit interner Vor-Methanisierung und hoher Effizienz zu realisieren, um damit den System- und Kostenaufwand der Gesamtanordnung zu senken und den Wirkungsgrad des Power-to-Gas Konzeptes zu erhöhen.