Das Projekt "Zukuenftige Einsatzmoeglichkeiten der Hochtemperaturbrennstoffzelle im Energieversorgungssystem" wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich, Institut für Energieforschung, Systemforschung und Technologische Entwicklung (IEF-STE) GmbH.Ziel ist es, die zukuenftigen Einsatzmoeglichkeiten und Einsatzgebiete der Hochtemperaturbrennstoffzelle im Energieversorgungssystem der Bundesrepublik Deutschland sowie ihren Beitrag zu effizienten, ressourcen- und umweltschonenden Energieversorgung zu beschreiben.
Das Projekt "LifetimeINH5000- Erforschung von Lösungsansätzen zur Maximierung der Lebensdauer und Effizienz eines 5kW-PEM-Brennstoffzellen-BHKWs, Teilvorhaben: Erforschung von effizienten degradationsreduzierenden Betriebsstrategien für Brennstoffzellen-BHKWs und deren Validierung unter realen Betriebsbedingungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: DLR-Institut für Vernetzte Energiesysteme e.V..Teilprojekt Verbundpartner DLR-VE Lebensdauer und Effizienz werden maßgeblich durch Systemkomponenten und Betriebsweisen beeinflusst. Durch eine Verringerung der Degradation und eine Optimierung auf der Komponentenseite bzw. Betriebsführungskonzepte sollen diese Ziele erreicht werden. Degradationseffekte beim Stack und Reformer werden mit den beiden Herstellern durch Fertigung und Betrieb untersucht. Zur gezielten Lösungsentwicklung werden Modelle auf der Zell- und vor allem Systemebene entwickelt und eingesetzt. Zur Validierung werden gemeinsam Testprozeduren entwickelt, welche einen realitätsnahen Betrieb der Subsysteme erlauben. Die entwickelten Lösungen werden auf das System übertragen und im Dauertest nachgewiesen. Die nachstehenden Ziele sollen erreicht werden: 1) Stacklebensdauer =47.000 h im Effizienzbetrieb 2) irreversibler Verlust der mittleren Zellspannung dU = 3 Mikro V/h 3) elektrischer Systemwirkungsgrad (Hi) = 38 % 4) Minimierung reversibler und irreversibler Degradationseffekte mittels zyklischer und ereignisbasierten Regenerationsprozesse.
Das Projekt "KOSOS - Kostenoptimierter Stack und verbessertes Offgrid-System, Teilvorhaben: Fortschrittliche Materiallösungen für kostenoptimierte und leistungsfähige Hochtemperatur-Stacks aus oxidkeramischen Zellen (SOC)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Institut für Technische Thermodynamik.
Das Projekt "HIFI-PEFC- Hochtemperaturfeste Funktionalisierte Protonenleitende Ionische Flüssigkeiten für Mittel- bis Hochtemperatur-Polymerbrennstoffzellen, Teilvorhaben: Synthese und Charakterisierung von ionischen Flüssigkeiten" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Helmholtz Institut Ulm (HIU) für Elektrochemische Energiespeicherung (HIU).Im Zuge dieses Vorhabens soll eine HT-Brennstoffzelleneinheit entwickelt werden, welche unter Einsatz einer geeigneten protischen ionischen Flüssigkeiten (PIL)-Membran-Kombination und/oder Poly-IL vergleichbare und wünschenswert bessere Leistungsdaten liefert gegenüber der klassischen PA-PBI-basierten Variante. Hierzu werden den Projektpartnern bekannte, aussichtsreiche Varianten von PILs, welche bisher nur einzeln für sich charakterisiert wurden, gezielt weiterentwickelt und in Membranmaterialien als Elektrolyt eingelagert. Abschließende Zell-Tests sollen die Wettbewerbstauglichkeit zeigen.
Das Projekt "HIFI-PEFC- Hochtemperaturfeste Funktionalisierte Protonenleitende Ionische Flüssigkeiten für Mittel- bis Hochtemperatur-Polymerbrennstoffzellen, Teilvorhaben: Elektrolytimplementierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institute of Energy Technologies (IET), Elektrochemische Verfahrenstechnik.Hochtemperatur-Polymerbrennstoffzellen (HT-PEFCs), deren Arbeitstemperaturbereich zwischen 120 °C und 200 °C liegt, bieten langfristig höhere Erfolgschancen und größere Einsatzbereiche gegenüber den bisher etablierten Niedertemperatur-Polymerbrennstoffzellen (LT-PEFC). Einige der wichtigsten Aspekte sind die mögliche Co-Erzeugung und -Nutzung von Wärme, geringere Reinheitsanforderung an die Betriebsmittel und eine reduzierte Systemkomplexität aufgrund des obsoleten Wassermanagements. Dies führt letztendlich zu geringeren Systemkosten, sowohl bei der Anschaffung als auch während der Nutzung. Dass es derzeit noch keine HT-PEFC-Systeme gibt, hat unterschiedliche technologische Ursachen. Das größte Problem besteht in der tatsächlich erreichbaren Leistungsdichte, welche weit unter den zu Erwarteten liegt. Hierbei spielt die Sauerstoffreduktionskinetik auf der Luftseite eine zentrale Rolle, welche bei dem derzeit eingesetzten Phosphorsäure-Polybenzimidazolimid-basierten (PA-PBI) Membransystemen, insbesondere bei trockenen Bedingungen, stark reduziert ist. Dies führt dazu, dass zur Kompensation ein viel höherer Katalysatoranteil verwendet werden muss, welcher die Systemkosten stark erhöht. Zudem verursachen wechselnde Betriebsbedingungen aufgrund von Schwellen und Kontraktion ein zunehmendes Auswaschen des Elektrolyten PA aus der Membran, wodurch Langzeitdegradation gefördert wird. Ziel dieses Projekts ist der Ersatz des Elektrolyt Phosphorsäure in der HT-PEFC durch protonenleitende ionische Flüssigkeiten. Ionische Flüssigkeiten auf der Basis von Sulfonsäuren reduzieren im Vergleich zu Phosphorsäure die Sauerstoffreduktionskinetik deutlich weniger. Hierzu sollen von Stammverbindungen Derivate hergestellt werden und diese Bezüglich Leitfähigkeit, Elektrodenkinetik und Absorption in PBI-Membranmaterialien optimiert werden. Die vielversprechendsten Kandidaten sollen in Brennstoffzellen technisch relevanter Größe getestet werden.
Das Projekt "SUNIES, Nachhaltige und innovative Brennstoffzellen-Anwendungen für Insel-Energie-Systeme - Teilvorhaben: Erstellung stationärer Simulationsmodelle und Durchführung von Simulationen für Hybrid SOFC-, Triple Cycle- und SOEC-Betriebsmodus" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Duisburg-Essen, Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik, Lehrstuhl für Umweltverfahrenstechnik und Anlagentechnik LUAT.Die oxidkeramische Brennstoffzelle (SOFC) ist eine Hochtemperaturbrennstoffzelle, die eine dezentrale elektrische Energieerzeugung in Form von Kraft- Wärme- Kopplung (KWK) mit hoher Effizienz und gleichzeitig niedrigen Abgas- und Schallemissionen ermöglicht. Aufgrund des hohen Temperaturniveaus ist die industrielle Anwendung von Interesse. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines durchgängigen Konzeptes basierend auf der Technologie der Brennstoffzelle maßgeschneidert für Insel- Energie- Systeme. Mit dem neuen Konzept soll die Effizienz und die Flexibilität vorhandener Systeme erhöht werden. Im Rahmen des Vorhabens sollen folgende Konfigurationen sowohl technisch als auch ökonomisch untersucht werden: a) der Basis Modus bestehend aus einer Hochtemperaturbrennstoffzelle (SOFC) in Kombination mit einer Mikro- Gasturbine (Hybrid SOFC- System), b) der 'Triple Cycle Modus' bestehend aus dem Hybrid SOFC- System und einer nachgeschalteten Dampfturbine, c) hochflexible Kreisläufe im Hinblick auf Erzeugung von Strom, Wärme, Kälte und Wasser für den Inselbedarf und d) zukunftsorientierter Betrieb der Brennstoffzelle als Elektrolyser zur Speicherung von regenerativ erzeugter überschüssiger Elektrizität in Form von Wasserstoff. Dazu sollen stationäre und dynamische Simulationen durchgeführt werden. Die Simulationen sollen den örtlichen Randbedingungen und Bedarfen einer griechischen Insel angepasst werden. Solche Randbedingungen sollen am Anfang des Projektes definiert und festgelegt werden. Dabei sollen Fahrweisen mit unterschiedlichen Lasten und Brennstoffqualitäten in Anlehnung an die Inselanforderungen getestet werden. Schließlich sollen die Ergebnisse sinnvoller Fahrweisen mit anderen verfügbaren Technologien verglichen und im Hinblick auf die Machbarkeit des Konzeptes wirtschaftlich bewertet werden, damit eine Vermarktung des Konzeptes ermöglicht werden kann.
Das Projekt "SUNIES, Wissenschaftlich-experimentelle Integration, Demonstration, Evaluation und Anlayse 'idea' von nachhaltigen und innovativen Brennstoffzellen-Anwendungen für Insel-Energie-Systeme 'SUNIES'" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Gas- und Wärme-Institut Essen e.V..Die oxidkeramische Brennstoffzelle (SOFC) ist eine Hochtemperaturbrennstoffzelle, die eine dezentrale elektrische Energieerzeugung in Form von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) mit hoher Effizienz und gleichzeitig niedrigen Abgas- und Schallemissionen ermöglicht. Aufgrund des hohen Temperaturniveaus ist die industrielle Anwendung von Interesse. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines durchgängigen Konzeptes basierend auf der Technologie der Brennstoffzelle maßgeschneidert für Insel-Energie-Systeme. Mit dem neuen Konzept soll die Effizienz und die Flexibilität vorhandener Systeme erhöht werden. Im Rahmen des Vorhabens sollen folgende Konfigurationen sowohl technisch als auch ökonomisch untersucht werden: a) der Basis Modus bestehend aus einer Hochtemperaturbrennstoffzelle (SOFC) in Kombination mit einer Mikro-Gasturbine (Hybrid SOFC-System), b) der 'Triple Cycle Modus' bestehend aus dem Hybrid SOFC-System und einer nachgeschalteten Dampfturbine, c) hochflexible Kreisläufe im Hinblick auf Erzeugung von Strom, Wärme, Kälte und Wasser für den Inselbedarf und d) zukunftsorientierter Betrieb der Brennstoffzelle als Elektrolyser zur Speicherung von regenerativ erzeugter überschüssiger Elektrizität in Form von Wasserstoff. Dazu sollen stationäre und dynamische Simulationen durchgeführt werden. Die Simulationen sollen den örtlichen Randbedingungen und Bedarfen einer griechischen Insel angepasst werden. Solche Randbedingungen sollen am Anfang des Projektes definiert und festgelegt werden. Dabei sollen Fahrweisen mit unterschiedlichen Lasten und Brennstoffqualitäten in Anlehnung an die Inselanforderungen getestet werden. Schließlich sollen die Ergebnisse sinnvoller Fahrweisen mit anderen verfügbaren Technologien verglichen und im Hinblick auf die Machbarkeit des Konzeptes wirtschaftlich bewertet werden, damit eine Vermarktung des Konzeptes ermöglicht werden kann.
Das Projekt "SUNIES, Nachhaltige und innovative Brennstoffzellen-Anwendungen für Insel-Energie-Systeme - Teilvorhaben: Lieferung, Installation der Komponenten des zu testenden Hybrid-SOFC-Systems. Inbetriebnahme des Gesamtsystems. Unterstützung bei der Versuchsplanung und Versuchsauswertung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Mitsubishi Power Europe GmbH.
Das Projekt "eleMeMe - Dezentrale Entkopplung von Stromerzeugung und Energieversorgung durch Kopplung von onsite-elektrochemischer Methanolerzeugung und Methanolbrennstoffzellen, Teilvorhaben: Weiterentwicklung der Hochtemperatur-Methanolbrennstoffzelle hinsichtlich der Nutzung von Abwärme und Kohlendioxid" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Siqens GmbH.Ziel des Projektes ist es mit der elektrochemischen Reduktion von CO2 und dem Einsatz einer Hochtemperatur-Methanolbrennstoffzelle (HAT-MFC) gegenüber der herkömmlichen H2-Herstellung und dem Einsatz von Niedertemperatur- Polymerelektrolytbrennstoffzelle zur Stromerzeugung prinzipiell eine höhere Effizienz zu erreichen. Die Motivation von Siqens ist es mit seinem Energiewandler die regenerative Off-Grid-Stromversorgung - basierend auf PV, Wind und Batterien - zu unterstützen bzw. wirtschaftlich zu machen. Um die Effizienzvorteile auszuspielen ist eine Nutzung der Abwärme ein naheliegender Schritt. Das Hauptziel dieses Projektes entspricht daher direkt der Zielsetzung und dem Anspruch des Unternehmens: Diesel-Generatoren bei möglichst vielen Anwendungen durch effizientere, umweltfreundlichere und kostengünstigere Lösungen zu ersetzen.
Das Projekt "Reversible Solid Oxide Cell, Reversible Solid Oxide Cell" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Digitales und Verkehr. Es wird/wurde ausgeführt durch: AUDI AG.Dieses Projekt verfolgt die Demonstration und Optimierung eines reversiblen Elektrolyse-Systems (reversible Hochtemperatur-Festoxidzellen -RSOC) in einem industriellen Umfeld zur Erzeugung nachhaltiger Energieträger für den Mobilitätssektor. Die Reversibilität wurde bereits unter Laborbedingungen demonstriert. Nun soll eine Integration und Optimierung der RSOC in einen laufenden Anlagenbetrieb einer bestehenden Power-to-Gas Anlage, der Audi e-gas Anlage am Standort Werlte, erfolgen. Aus dem Langzeitbetrieb sollen belastbare Aussagen zum Technologiereifegrad und Optimierungsmöglichkeiten für zukünftige Anlagen getroffen werden. Um das elektrochemische Verhalten der im RSOC-System eingesetzten Stacks genauer zu untersuchen, werden baugleiche Stacks in einem SOFC/SOEC- Prüfstand mit systemähnlichen Bedingungen betrieben. Dabei werden Stacks bei einer hohen Betriebsdauer jeweils im reinen Elektrolysebetrieb als auch im zyklischen reversiblen SOFC/SOEC-Betrieb getestet. Durch Vergleich der Anlagen- und Prüfstandsergebnisse können sowohl die Degradationsvorgänge der Stacks besser verstanden als auch Handlungsempfehlungen zur weiteren Optimierung der Stacks und/oder des Systems abgeleitet werden.
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