Das Projekt "Teilvorhaben F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KERAFOL Keramische Folien GmbH & Co. KG durchgeführt. Elektrolyseure und Brennstoffzellen auf Basis von Festoxid-Elektrolyten (SOEC, Solid Oxide Electrolysis Cell, bzw. SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) erreichen im Vergleich mit alkalischen und PEM-Systemen die höchste Effizienz. Aus diesen Gründen stellt die SOC-Technologie einen vielversprechenden Ansatz zur Erzeugung von Grünem Wasserstoff bzw. die Erzeugung von Strom und Wärme in Kraft-Wärme-Anlagen dar. Im Hinblick auf den Einsatz der SOC-Technologie sowohl für die Wasserstofferzeugung wie auch für die Stromerzeugung stellen die Lebensdauer und Robustheit der Brennstoffzellen-Stacks sowie der Systemkomponenten immer noch eine hohe Hürde dar. Ziel des vorliegenden Verbundvorhabens SOC Degradation 2.0 ist die Schaffung einer experimentellen und wissenschaftlichen Basis für das prädiktive Verständnis der Degradationsphänomene in SOC-Stacks und -Systemen.
Das Projekt "Teilvorhaben I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SolidPower GmbH durchgeführt. Elektrolyseure und Brennstoffzellen auf Basis von Festoxid-Elektrolyten (SOEC, Solid Oxide Electrolysis Cell, bzw. SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) erreichen im Vergleich mit alkalischen und PEM-Systeme die höchste Effizienz. Aus diesen Gründen stellt die SOC-Technologie einen vielversprechenden Ansatz zur Erzeugung von Grünem Wasserstoff bzw. die Erzeugung von Strom und Wärme in Krafft-Wärme-Anlagen dar. Im Hinblick auf den Einsatz der SOC-Technologie sowohl für die Wasserstofferzeugung wie auch für die Stromerzeugung stellen die Lebensdauer und Robustheit der Brennstoffzellen-Stacks sowie der Systemkomponenten immer noch eine hohe Hürde dar. Ziel des vorliegenden Verbundvorhabens SOC Degradation 2.0 ist die Schaffung einer experimentellen und wissenschaftlichen Basis für das prädiktive Verständnis der Degradationsphänomene in SOC-Stacks und - Systeme.
Das Projekt "Teilvorhaben A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), Werkstoffe und Verfahren der Energietechnik (IEK-9) durchgeführt. Elektrolyseure und Brennstoffzellen auf Basis von Festoxid-Elektrolyten (SOEC, Solid Oxide Electrolysis Cell, bzw. SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) erreichen im Vergleich mit alkalischen und PEM-Systeme die höchste Effizienz. Aus diesen Gründen stellt die SOC-Technologie einen vielversprechenden Ansatz zur Erzeugung von Grünem Wasserstoff bzw. die Erzeugung von Strom und Wärme in Krafft-Wärme-Anlagen dar. Im Hinblick auf den Einsatz der SOC-Technologie sowohl für die Wasserstofferzeugung wie auch für die Stromerzeugung stellen die Lebensdauer und Robustheit der Brennstoffzellen-Stacks sowie der Systemkomponenten immer noch eine hohe Hürde dar. Ziel des vorliegenden Verbundvorhabens SOC Degradation 2.0 ist die Schaffung einer experimentellen und wissenschaftlichen Basis für das prädiktive Verständnis der Degradationsphänomene in SOC-Stacks und -Systeme.
Das Projekt "Demonstration of 750 kWe alkaline fuel cell system with heat capture" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hexis GmbH durchgeführt. Elektrolyseure und Brennstoffzellen auf Basis von Festoxid-Elektrolyten (SOEC, Solid Oxide Electrolysis Cell, bzw. SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) erreichen im Vergleich mit alkalischen und PEM-Systeme die höchste Effizienz. Aus diesen Gründen stellt die SOC-Technologie einen vielversprechenden Ansatz zur Erzeugung von Grünem Wasserstoff bzw. die Erzeugung von Strom und Wärme in Krafft-Wärme-Anlagen dar. Im Hinblick auf den Einsatz der SOC-Technologie sowohl für die Wasserstofferzeugung wie auch für die Stromerzeugung stellen die Lebensdauer und Robustheit der Brennstoffzellen-Stacks sowie der Systemkomponenten immer noch eine hohe Hürde dar. Ziel des vorliegenden Verbundvorhabens SOC Degradation 2.0 ist die Schaffung einer experimentellen und wissenschaftlichen Basis für das prädiktive Verständnis der Degradationsphänomene in SOC-Stacks und -Systeme. Die mit aktiver Beteiligung der Industrie definierten Themen umfassen mechanische Aspekte der Zellherstellung inkl. Bestimmung und Degradation mechanischer Eigenschaften, Cr-Rückhaltewirkung der Schutzschichten, Luftkontaminanten und deren Zurückhaltung, Entschwefelung von Erdgas, sowie Diagnose der Stack-Degradationseffekte mittels Impedanzspektroskopie. Als neuer Aspekt wird die verstärkt beobachtete Degradation der Elektroden im Elektrolyse-Betrieb untersucht, die die Brücke für das Verständnis der Alterungseffekte im reversiblen SOC-Betriebsmodus bilden. Im Hinblick auf den Einsatz der SOEC-Technologie in Power-2-X (P2X) Anwendungen wird ebenfalls die Langzeitstabilität von eisenbasierten Fischer-Tropsch-Katalysatoren für die Synthese von höheren Alkoholen untersucht. Die Untersuchungen sollen eine Grundlage für die Erhöhung der Sicherheit der Aussagen zur Lebensdauer kritischer Systemkomponenten (Stacks, Zellen, Reformer-Katalysatoren) liefern und damit den ersten Grundstein für eine wissensbasierte Gewährleistung der SOC-Produkte entlang der gesamten Wertschöpfungskette legen.
Das Projekt "Teilvorhaben C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, Institutsteil Dresden-Klotzsche durchgeführt. Elektrolyseure und Brennstoffzellen auf Basis von Festoxid-Elektrolyten (SOC) erreichen im Vergleich mit alkalischen und PEM-Systemen die höchste Effizienz. Aus diesem Grund stellt die SOC-Technologie einen vielversprechenden Ansatz zur Erzeugung von Grünem Wasserstoff aus erneuerbarem Strom. Im Hinblick auf den Einsatz der SOC-Technologie sowohl für die Wasserstoff- wie auch für die Stromerzeugung stellen die Lebensdauer und Robustheit der Zellen, Stacks sowie der Systemkomponenten immer noch eine hohe Hürde dar. Ziel des vorliegenden Verbundvorhabens ist die Schaffung einer experimentellen und wissenschaftlichen Basis für das prädiktive Verständnis der Degradationsphänomene in SOC-Stacks und -Systemen. Im Teilvorhaben des IKTS werden mechanische Eigenschaften der keramischen Zellen, Langzeitstabilität der Fischer-Tröpsch (FTS)-Katalysatoren und die verstärkt beobachtete Degradation der Elektroden im Elektrolyse-Betrieb untersucht. Die Gegenüberstellung der Alterungseffekte im SOFC- und SOEC-Betriebsmodus soll dabei die Brücke für das Verständnis der Degradation im reversiblen SOC-Betriebsmodus bilden.
Das Projekt "Skalierbare Hydrocarbon-CCMs für next-generation Technologien: Heavy-Duty-Brennstoffzellen bei 105°C und Iridium-freie Alkalische Elektrolyse mit Membran" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Professur für Anwendungsentwicklung durchgeführt. 105°scaled ist ein Projekt, das Hydrocarbon-Polymere als Alternative zu herkömmlichen fluorhaltigen PFSA-Polymeren in Brennstoffzellen und Elektrolyse untersucht. Hauptziel ist, Hydrocarbon-basierte MEAs konkurrenzfähig zu etablieren, um technische Vorteile wie höhere Temperaturen und Gasdichtigkeit zu nutzen und Kosten zu senken. Die wissenschaftlich-technischen Ziele umfassen: - Hydrocarbon-CCMs für PEM-Brennstoffzellen-Betrieb bei 105°C: ermöglicht kleinere Kühlsysteme und ist für Heavy-Duty-Anwendungen und Luftfahrt wichtig. - Hydrocarbon-CCMs für stabilen AEM-Elektrolyse-Betrieb bei 2 A/cm² und 1.8V: senkt Kosten durch Iridium-freie Elektrolyse im alkalischen Milieu. - Maßgeschneiderte Testumgebungen für Hydrocarbon-basierte Technologien: ermöglicht parallele Tests mehrerer Zellen und kompakte, kosteneffiziente Teststände. - Skalierbarkeit der Hydrocarbon-basierten CCMs: entscheidend für erfolgreiche Kommerzialisierung und breitere Marktverfügbarkeit. Die Uni Freiburg wird in dem Vorhaben MEAs (Membrane Electrode Assemblies) im Labormaßstab für die AEM-Elektrolyse entwickeln. Dabei wird insbesondere die Effizienz von iridiumfreien, MEAs mit Nickel-basierten Katalysatoren untersucht und verbessert. Ein weiterer Fokus ist der Gasübertritt von Wasserstoff durch die Membran. Zuletzt soll noch die Langzeitstabilität untersucht und verbessert werden.
Das Projekt "105Scaled: Skalierbare Hydrocarbon-CCMs für next-generation Technologien: Heavy-Duty-Brennstoffzellen bei 105°C und Iridium-freie Alkalische Elektrolyse mit Membran" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ionysis GmbH durchgeführt. 105°scaled ist ein Projekt, das Hydrocarbon-Polymere als Alternative zu herkömmlichen fluorhaltigen PFSA-Polymeren in Brennstoffzellen und Elektrolyse untersucht. Hauptziel ist, Hydrocarbon-basierte MEAs konkurrenzfähig zu etablieren, um technische Vorteile wie höhere Temperaturen und Gasdichtigkeit zu nutzen und Kosten zu senken. Die wissenschaftlich-technischen Ziele umfassen: Hydrocarbon-CCMs für PEM-Brennstoffzellen-Betrieb bei 105°C: ermöglicht kleinere Kühlsysteme und ist für Heavy-Duty-Anwendungen und Luftfahrt wichtig. Hydrocarbon-CCMs für stabilen AEM-Elektrolyse-Betrieb bei 2 A/cm² und 1.8V: senkt Kosten durch Iridium-freie Elektrolyse im alkalischen Milieu. Maßgeschneiderte Testumgebungen für Hydrocarbon-basierte Technologien: ermöglicht parallele Tests mehrerer Zellen und kompakte, kosteneffiziente Teststände. Skalierbarkeit der Hydrocarbon-basierten CCMs: entscheidend für erfolgreiche Kommerzialisierung und breitere Marktverfügbarkeit.
Das Projekt "IR-Thermographie und Mikrobrennstoffzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH durchgeführt. Die breite Markteinführung von Brennstoffzellen wird zurzeit noch durch den Einsatz teurer Platinkatalysatoren gebremst. Dies liegt u.a. daran, dass der Fokus der Entwicklung auf sauren Brennstoffzellen liegt, die auf Edelmetallkatalysatoren angewiesen sind. Alkalische Brennstoffzellen hingegen, bei denen edelmetallfreie Katalysatoren möglich sind, sind in den Hintergrund der Forschung gerückt, obwohl sie enormes Potential im Hinblick auf Wirkungsgrad und Kosten versprechen. Im Projekt NEMEZU sollen deswegen neue Katalysatormaterialien für alkalische Brennstoffzellen entwickelt werden. Aufgabe des ZBT ist es, eine Messmethode zu entwickeln, bei der die Brennstoffzellenreaktion während des Betriebs mittels der abgegebenen Wärmestrahlung durch Infrarot (IR)-Thermographie charakterisiert wird und so verschiedene Katalysatormaterialien parallel bewertet werden können. Dazu soll ein Reaktor realisiert werden, der einen optischen Zugang zur Brennstoffzellenreaktion ermöglicht. Darüber hinaus sollen Mikrobrennstoffzellen entwickelt werden, welche in großer Anzahl parallel im Reaktor verbaut werden. Die Mikrobrennstoffzellen unterscheiden sich nur durch den aufgebrachten Katalysator, wodurch ein direkter Vergleich der einzelnen Katalysatormaterialien im Betrieb möglich ist. Auf Grund der parallelen Vermessung können Einsparungen bei den Entwicklungskosten erzielt werden. Zunächst wird ein Prozess zum Aufbau der Mikrobrennstoffzellen entwickelt. Dies beinhaltet die Integration eines Elektrolyten und die Beschichtung mit einer Stromableiterschicht. Parallel dazu wird eine Messkammer zur IR-Thermographie aufgebaut. Ab dem 12. Projektmonat soll mit den ersten Tests zum IR-Screening begonnen werden. Dies wird zunächst mit kommerziell verfügbaren Referenzmaterialien erfolgen. Darauf aufbauend werden neue Materialien für Elektrolyt und Katalysator getestet.
Das Projekt "Teilvorhaben G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Materialien - Elektrochemische Technologien durchgeführt. Elektrolyseure und Brennstoffzellen auf Basis von Festoxid-Elektrolyten (SOEC, Solid Oxide Electrolysis Cell, bzw. SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) erreichen im Vergleich mit alkalischen und PEM-Systeme die höchste Effizienz. Aus diesen Gründen stellt die SOC-Technologie einen vielversprechenden Ansatz zur Erzeugung von Grünem Wasserstoff bzw. die Erzeugung von Strom und Wärme in KWK-Anlagen dar. Im Hinblick auf den Einsatz der SOC-Technologie insbesondere für die Wasserstofferzeugung aber auch für die Stromerzeugung stellen Lebensdauer und Robustheit der Brennstoffzellen- Stacks immer noch eine hohe Hürde dar. Ziel des vorliegenden Verbundvorhabens SOC Degradation 2.0 ist die Schaffung einer experimentellen und wissenschaftlichen Basis für das prädiktive Verständnis der Degradationsphänomene in SOC-Stacks und -Systeme. Das Institut für Angewandte Materialien - Werkstoffe der Elektrotechnik (IAM-WET) des KIT ist an den Teilprojekten TP300 Impedanzanalyse, TP400 Kontaminanten in Betriebsgasen und TP600 Elektrolyse und reversibler Betrieb beteiligt. Über Impedanzmessungen an Zellen und Widerholeinheiten unter systemrelevanten Betriebsbedingungen, die in den IAM-WET Prüfständen definiert eingestellt werden können, sollen die Auswirkungen intrinsischer (durch Materialien und Grenzflächen in Zelle und Wiederholeinheit bedingte) und extrinsischer (durch Kontaminanten in den Betriebsstoffen bedingte) Degradationsmechanismen analysiert und Gegenmaßnahmen evaluiert werden. Dabei liefert die am IAM-WET für die SOFC entwickelte Impedanzanalyse über die Verteilungsfunktion der Relaxationszeiten in Kombination mit physikochemischen Impedanzmodellen quantitative Informationen zur Alterung einzelner Zellkomponenten, erlaubt eine Bewertung verschiedener im Projekt verfolgter Ansätze zur Steigerung der Lebensdauer und erhöht die Zuverlässigkeit von Aussagen zur Lebensdauer von Zellen und Stacks.
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