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Teilprojekt E

Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eisenhuth GmbH & Co. KG durchgeführt. 1. Ziel des Vorhabens- Im vorliegenden Projekt wird von den Partnern eine Bio-Brennstoffzelle zum Einsatz in einer Kläranlage entwickelt, ein Funktionsmuster gefertigt und in Betrieb genommen. Dieser Bio-Reaktor reinigt das Wasser von Schadstoffen und erzeugt dabei elektrische Energie. Dafür sind keine Edelmetallkatalysatoren erforderlich. Die Leistung der BioBZ ist mit ca.0,5 Watt/m2 aktive Fläche gering, so dass große Flächen bzw. große Platten erforderlich sind. Der Beitrag von Eisenhuth ist die Entwicklung und Fertigung der Bipolarplatten. Zudem leitet Eisenhuth das Arbeitspaket 3. 'Entwicklung der Pilotanlage'. Ziel der Forschungsarbeiten bei Eisenhuth ist die Entwicklung einer neuartigen Bipolarplatten-Technologie, die den Aufbau derart großflächiger Zellen erlaubt. Arbeitsplanung: Seitens der Bipolarplatten ist das Projekt in drei Phasen unterteilt: zunächst erfolgen in Phase 1. Vorversuche zur Auslegung des Flow Fields, insbesondere in Hinblick auf die große Zellfläche, den flüssigen Energieträger und vor allem den Gehalt an Schwebstoffen. In Phase 2 werden Graphite-Composite Platten im technischen Maßstab für die BioBZ Demo-Anlage entwickelt, gefertigt und dem Cutec zum Stack Assemling zur Verfügung gestellt. Phase 3 beinhaltet die Entwicklung einer Plattentechnologie, die für den großtechnischen Maßstab wirtschaftlich sinnvoll eingesetzt werden kann. Hier werden Edelstahlplatten mit einer Carbon-Schicht versehen, die elektrisch leitfähig und katalytisch aktiv ist.

Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von H-TEC Wasserstoff-Energie-Systeme GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Die Elektrolyse dient als Verbindungsglied zwischen den erneuerbaren Energien (EE) und den Synthesen. Da aus der elektrischen Energie aus erneuerbaren Quellen in einem elektrochemischen Prozess speicherbares Gas erzeugt wird, eignet sich der Elektrolyseur mit angeschlossenem Puffertank hervorragend zur Versteifung des Energieflusses für die Methanerzeugung. Aufgrund des schnellen Antwortverhaltens und des großen Operationsfensters eignet sich vor allem die PEM-Elektrolyse für die dynamische Betriebsweise durch EE. Ziel dieses Verfahrens ist es deshalb, den Prototypen eines PEM-Druckelektrolyseur PEM-Druckelektrolyseurs an die Erfordernisse einer dynamischen Betriebsweise anzupassen. 2. Arbeitsplanung: In dem Projekt geht es um die konstruktive Integration alternativer Materialien zur Optimierung von Wirkungsgrad (AP1a, Teil 1), Lebensdauer (AP1a, Teil 2), Druck und Kosten. In allen diesen Bereichen besteht noch erheblicher FuE-Bedarf. Es handelt sich vor allem um die Materialien der Bipolarplatte, der Dichtung, die Gasdiffusionsschichten, der Membran und der Katalysatoren (immer mit Blick auf das dynamische Verhalten des Gesamtsystems). Gerade die Degradation ist im hohen Maße von den verwendeten Materialien abhängig. Daher sind eine lange Testphase (AP1a, Teil 3) und eine genaue Analyse der Ergebnisse der Studien (AP1a, Teil 4) zum Langzeitverhalten notwendig. Im Rahmen des Teilprojektes werden mehrere Teststacks aufgebaut und vermessen.

Teilvorhaben: Stack und System

Das Projekt "Teilvorhaben: Stack und System" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von fischer eco solutions GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Projektes sollen erstmalig Bipolarplatten auf Basis des chemisch sehr stabilen Werkstoffes Polyphenylensulfid in einer aktiven Größe von 227 x 114 x 1,35 mm inklusiver aller benötigten Strukturen spritzgießtechnisch in einem Arbeitsgang zur Anwendung in Hochtemperatur-Brennstoffzellen realisiert werden. Die Schlüsselstelle zur erfolgreichen Realisierung stellt dabei das Zusammenspiel einer speziell angepassten Spritzgießmaschine mit der Kerninnovation im Projekt - dem 'Induktions-Sandwichboden-Spritzgießwerkzeug' - und den dafür maßgeschneiderten Werkstoffen dar. Zunächst beginnen parallele Arbeiten an der Materialentwicklung der Compounds durch das ZBT und die Entwicklung eines induktiv variothermen Spritzgießwerkzeugs inklusive unterschiedlicher Formeinsätze durch Dr. Schneider. Es folgen die Abmusterung und systematische Untersuchung der neuen Compounds und Spritzgießformen durch das ZBT sowie in-situ Tests mit drei zeitlich aufeinander folgenden Generationen von Bipolarplatten durch fischer eco solutions. Die drei Plattengenerationen werden ausgehend von ersten heißgepressten blank plates hinzu serientauglich produzierbaren Bipolarplatten durch das ZBT hergestellt und durch fischer eco solutions weiterverarbeitet und schlussendlich durch Tests in BZ-Stacks und Systemen qualifiziert. Die letzte Generation an Bipolarplatten wird auf einem neuen, optimierten Spritzgießwerkzeug von Dr. Schneider hergestellt, welches die Serientauglichkeit des Prozesses nachweisen soll. Abschließend folgt eine wirtschaftlich-technische Bewertung aller Prozesse gegenüber den konkurrierenden Verfahren.

Robuste Bipolarplatten für HT-PEFC (RoBiPo)

Das Projekt "Robuste Bipolarplatten für HT-PEFC (RoBiPo)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DiaCCon GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer metallischen Bipolarplatte für den Einsatz in Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen. Teilabschnitte sind die Wahl geeigneter Werkstoffe, Beschichtungen und Dichtungsmaterialien sowie einer geeigneten Fertigungstechnik, welche den Anforderungen, wie die Einsatztemperaturen von 160-180 Grad Celsius bei einer Phosphorsäureumgebung, sowie Beständigkeit bei Vorhandensein eines elektrochemischen Potentials standhält. In Untersuchungen soll eine Qualifizierung der entwickelten Bipolarplatten sowie der Dichtungen in einem reformerbasierten BZS durchgeführt werden. enymotion als Verbundkoordinator bringt seine Kenntnisse im Bereich Brennstoffzellentechnik ein. Die Auslegung der Bipolarplatten sowie deren Qualifizierung finden bei enymotion statt. Gräbener Maschinentechnik bringt Kompetenzen im Bereich Umform- und Fügetechnik ein und übernimmt die Aufgabe der Prägung der Platten. Wickeder Westfalenstahl ist für die Entwicklung und Auswahl eines kaltwalzplattierten vorbeschichteten Werkstoffverbundes verantwortlich. Diaccon wählt geeignete Diamantschichttypen aus, mit dem Ziel die verwendeten Werkstoffe korrosionsbeständiger zu machen. Das Forschungszentrum Jülich ist wissenschaftlicher Projektpartner und führt Qualifizierungstests durch und erforscht Alterungsmechanismen. Polyprocess übernimmt in dem Projekt die Aufgabe der Entwicklung eines geeigneten Dichtungsmaterials sowie der zugehörigen Applikationstechnik.

Robuste Bipolarplatte für HT-PEFC (RoBiPo)

Das Projekt "Robuste Bipolarplatte für HT-PEFC (RoBiPo)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gräbener Maschinentechnik GmbH & Co. KG durchgeführt. Vorhabenziel: Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer metallischen Bipolarplatte für den Einsatz in Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen. Teilabschnitte sind die Wahl geeigneter Werkstoffe, Beschichtungen und Dichtungsmaterialien sowie einer geeigneten Fertigungstechnik, welche den Anforderungen, wie die Einsatztemperaturen von 160-180 Grad Celsius bei einer Phosphorsäureumgebung, sowie Beständigkeit bei Vorhandensein eines elektrochemischen Potentials standhält. In Untersuchungen soll eine Qualifizierung der entwickelten Bipolarplatten sowie der Dichtungen in einem reformerbasierten BZS durchgeführt werden. Arbeitsplanung: enymotion als Verbundkoordinator bringt seine Kenntnisse im Bereich Brennstoffzellentechnik ein. Die Auslegung der Bipolarplatten sowie deren Qualifizierung finden bei enymotion statt. Gräbener Maschinentechnik bringt Kompetenzen im Bereich Umform- und Fügetechnik ein und übernimmt die Aufgabe der Prägung der Platten. Wickeder Westfalenstahl ist für die Entwicklung und Auswahl eines kaltwalzplattierten vorbeschichteten Werkstoffverbundes verantwortlich. Diaccon wählt geeignete Diamantschichttypen aus, mit dem Ziel die verwendeten Werkstoffe korrosionsbeständiger zu machen. Das Forschungszentrum Jülich ist wissenschaftlicher Projektpartner und führt Qualifizierungstests durch und erforscht Alterungsmechanismen. Polyprocess übernimmt in dem Projekt die Aufgabe der Entwicklung eines geeigneten Dichtungsmaterials sowie der zugehörigen Applikationstechnik

Robuste Bipolarplatte für HT-PEFC (RoBiPo)

Das Projekt "Robuste Bipolarplatte für HT-PEFC (RoBiPo)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EnyMotion GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer metallischen Bipolarplatte für den Einsatz in Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen. Teilabschnitte sind die Wahl geeigneter Werkstoffe, Beschichtungen und Dichtungsmaterialien sowie einer geeigneten Fertigungstechnik, welche den Anforderungen, wie die Einsatztemperaturen von 160-180 Grad Celsius bei einer Phosphorsäureumgebung, sowie Beständigkeit bei Vorhandensein eines elektrochemischen Potentials standhält. In Untersuchungen soll eine Qualifizierung der entwickelten Bipolarplatten sowie der Dichtungen in einem reformerbasierten BZS durchgeführt werden. enymotion als Verbundkoordinator bringt seine Kenntnisse im Bereich Brennstoffzellentechnik ein. Die Auslegung der Bipolarplatten sowie deren Qualifizierung finden bei enymotion statt. Gräbener Maschinentechnik bringt Kompetenzen im Bereich Umform- und Fügetechnik ein und übernimmt die Aufgabe der Prägung der Platten. Wickeder Westfalenstahl ist für die Entwicklung und Auswahl eines kaltwalzplattierten vorbeschichteten Werkstoffverbundes verantwortlich. Diaccon wählt geeignete Diamantschichttypen aus, mit dem Ziel die verwendeten Werkstoffe korrosionsbeständiger zu machen. Das Forschungszentrum Jülich ist wissenschaftlicher Projektpartner und führt Qualifizierungstests durch und erforscht Alterungsmechanism. Polyprocess übernimmt in dem Projekt die Aufgabe der Entwicklung eines geeigneten Dichtungsmaterials sowie der zugehörigen Applikationstechnik.

Robuste Bipolarplatte für HT-PEFC (RoBiPo)

Das Projekt "Robuste Bipolarplatte für HT-PEFC (RoBiPo)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Polyprocess GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer metallischen Bipolarplatte für den Einsatz in Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen. Teilabschnitte sind die Wahl geeigneter Werkstoffe, Beschichtungen und Dichtungsmaterialien sowie einer geeigneten Fertigungstechnik, welche den Anforderungen, wie die Einsatztemperaturen von 160-180 Grad Celsius bei einer Phosphorsäureumgebung, sowie Beständigkeit bei Vorhandensein eines elektrochemischen Potentials standhält. In Untersuchungen soll eine Qualifizierung der entwickelten Bipolarplatten sowie der Dichtungen in einem reformerbasierten BZS durchgeführt werden. enymotion als Verbundkoordinator bringt seine Kenntnisse im Bereich Brennstoffzellentechnik ein. Die Auslegung der Bipolarplatten sowie deren Qualifizierung finden bei enymotion statt. Gräbener Maschinentechnik bringt Kompetenzen im Bereich Umform- und Fügetechnik ein und übernimmt die Aufgabe der Prägung der Platten. Wickeder Westfalenstahl ist für die Entwicklung und Auswahl eines kaltwalzplattierten vorbeschichteten Werkstoffverbundes verantwortlich. Diaccon wählt geeignete Diamantschichttypen aus, mit dem Ziel die verwendeten Werkstoffe korrosionsbeständiger zu machen. Das Forschungszentrum Jülich ist wissenschaftlicher Projektpartner und führt Qualifizierungstests durch und erforscht Alterungsmechanismen. Polyprocess übernimmt in dem Projekt die Aufgabe der Entwicklung eines geeigneten Dichtungsmaterials sowie der zugehörigen Applikationstechnik.

Robuste Bipolarplatten für HT-PEFC (RoBiPo)

Das Projekt "Robuste Bipolarplatten für HT-PEFC (RoBiPo)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wickeder Westfalenstahl GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer metallischen Bipolarplatte für den Einsatz in Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen. Teilabschnitte sind die Wahl geeigneter Werkstoffe, Beschichtungen und Dichtungsmaterialien sowie einer geeigneten Fertigungstechnik, welche den Anforderungen, wie die Einsatztemperaturen von 160-180 Grad Celsius bei einer Phosphorsäureumgebung, sowie Beständigkeit bei Vorhandensein eines elektrochemischen Potentials standhält. In Untersuchungen soll eine Qualifizierung der entwickelten Bipolarplatten sowie der Dichtungen in einem reformerbasierten BZS durchgeführt werden. enymotion als Verbundkoordinator bringt seine Kenntnisse im Bereich Brennstoffzellentechnik ein. Die Auslegung der Bipolarplatten sowie deren Qualifizierung finden bei enymotion statt. Gräbener Maschinentechnik bringt Kompetenzen im Bereich Umform- und Fügetechnik ein und übernimmt die Aufgabe der Prägung der Platten. Wickeder Westfalenstahl ist für die Entwicklung und Auswahl eines kaltwalzplattierten vorbeschichteten Werkstoffverbundes verantwortlich. Diaccon wählt geeignete Diamantschichttypen aus, mit dem Ziel die verwendeten Werkstoffe korrosionsbeständiger zu machen. Das Forschungszentrum Jülich ist wissenschaftlicher Projektpartner und führt Qualifizierungstests durch und erforscht Alterungsmechanismen. Polyprocess übernimmt in dem Projekt die Aufgabe der Entwicklung eines geeigneten Dichtungsmaterials sowie der zugehörigen Applikationstechnik.

Robuste Bipolarplatte für HT-PEFC (RoBiPo)

Das Projekt "Robuste Bipolarplatte für HT-PEFC (RoBiPo)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-3: Brennstoffzellen durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer metallischen Bipolarplatte für den Einsatz in Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen. Teilabschnitte sind die Wahl geeigneter Werkstoffe, Beschichtungen und Dichtungsmaterialien sowie einer geeigneten Fertigungstechnik, welche den Anforderungen, wie die Einsatztemperaturen von 160-180 Grad Celsius bei einer Phosphorsäureumgebung, sowie Beständigkeit bei Vorhandensein eines elektrochemischen Potentials standhält. In Untersuchungen soll eine Qualifizierung der entwickelten Bipolarplatten sowie der Dichtungen in einem reformerbasierten BZS durchgeführt werden. enymotion als Verbundkoordinator bringt seine Kenntnisse im Bereich Brennstoffzellentechnik ein. Die Auslegung der Bipolarplatten sowie deren Qualifizierung finden bei enymotion statt. Gräbener Maschinentechnik bringt Kompetenzen im Bereich Umform- und Fügetechnik ein und übernimmt die Aufgabe der Prägung der Platten. Wickeder Westfalenstahl ist für die Entwicklung und Auswahl eines kaltwalzplattierten vorbeschichteten Werkstoffverbundes verantwortlich. Diaccon wählt geeignete Diamantschichttypen aus, mit dem Ziel die verwendeten Werkstoffe korrosionsbeständiger zu machen. Das Forschungszentrum Jülich ist wissenschaftlicher Projektpartner und führt Qualifizierungstests durch und erforscht Alterungsmechanismen. Polyprocess übernimmt in dem Projekt die Aufgabe der Entwicklung eines geeigneten Dichtungsmaterials sowie der zugehörigen Applikationstechnik.

EXIST-Forschungstransfer: PRECORS

Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: PRECORS" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-14: Elektrochemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Das geplante Ausgründungsvorhaben aus dem Institut für elektrochemische Verfahrenstechnik IEK-3 (FZ Jülich) umfasst die Entwicklung und Herstellung eines neuartigen kohlenstoffbasierten Beschichtungsmaterials (Graphenoxid), das vielversprechende Anwendungen und a. in der Brennstoffzellentechnologie bietet. Erst mit einer sinnvollen Beschichtung können metallische Bipolarplatten in Brennstoffzellen eingesetzt werden. Dadurch eröffnen sich enorme Vorteile, wie Reduktion des Gewichts um 70 %, Verringerung des Volumens um 40 % sowie Kostensenkung um 50 % verglichen mit aktuell verwendeten graphitbasierten Bipolarplatten. Hierbei wurde der Proof of Principle bereits erfolgreich demonstriert und wurden das Produkt (mit Graphenoxid beschichtete Bipolarplatten) sowie das Herstellungsverfahren durch eine Patentanmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt geschützt. Zudem wird noch bis zum Proof of Concept (Assemblierung einer Brennstoffzelle mit unseren Bipolarplatten) ein maschinelles Beschichtungsverfahren geplant. Darüber hinaus gibt es noch weitere kommerziell vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten, die während des EXIST-Forschungstransfers geprüft werden sollen. Optimierung der Synthese und Ultraschalldispergierung von Graphitoxid: Für größere Mengen muss sowohl der chemische Syntheseweg angepasst als auch die Ultraschallbehandlung optimiert werden. Verbesserung der Haftung auf Substrat: Durch geeignete Vorbehandlungsschritte und durch eine gezielte Materialauswahl wird die Haftung zwischen GO-Schichten und Metallsubstrat untersucht und gesteigert. Verständnis des Reduktionsschrittes und Erhöhung der Leitfähigkeit: Mögliche Reduktionsschritte (thermisch, elektrochemisch und Laser-induziert), die zu einer Rückbildung des konjugierten Elektronensystems der Molekülstruktur führen, werden näher untersucht. Zudem ist die Einführung eines maschinellen Beschichtungsverfahrens geplant, der eine reproduzierbare Beschichtung von 300 - 500 cm2 großen Bipolarplatten ermöglicht.

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