Das Projekt "Development of an internal Reforming Alcohol High Temperature PEM Fuel Cell Stack" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Mikrotechnik Mainz e.V. & Co. KG durchgeführt. The main objective of the proposal is the development of an internal reforming alcohol high temperature PEM fuel cell. Accomplishment of the project objective will be made through: Design and synthesis of robust polymer electrolyte membranes for HT-PEMFCs, which will be functional within the temperature range of 190-22OoC. Development of alcohol (methanol or ethanol) reforming catalysts for the production of CO-free hydrogen in the temperature range of HT PEMFCs, i.e. at 190-220oC. Integration of reforming catalyst and high temperature MEA in a compact Internal Reforming Alcohol High Temperature PEMFC (IRAFC). Integration may be achieved via different configurations as related to the Position of the reforming catalyst. The proposed compact system does away with conventional fuel processors and allows for efficient heat management. since the 'waste' heat produced by the fuel cell is in-situ utilized to drive the endothermic reforming reaction. The targeted power density of the system is 0.15 W/cm2 at a ceil voltage ofü.7 V. Thus, the concepts of a catalytic reformer and of a fuel cell are combined in a single, simplified direct alcohol (e.g. methanol) High Temperature PEM fuel cell reactor. The heart of the system is the membrane electrode assembly (MEA) comprising a high-temperature proton-conducting electrolyte sandwiched between the anodic (reforming catalyst + PUC) und cathodic Pt/C gas diffusion electrodes. According to the configuration und the operating conditions described above, the IRAFC is expected to be auto thermal, highly efficient and with zero CO emissions. In addition, the direct consumption ofH2 by the MEA (fuel cell) and the electrochemical promotion effect is expected to enhance the kinetics of reforming reactions, thus facilitating the efficient operation of the reforming catalyst at temperatures below 220 C.
Das Projekt "Innovatives Brennstoffzellen-System zur Versorgung von Haushalten mit Wärme und Strom aus Methanol anstelle von Erdgas" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Riva Power Systems GmbH & Co. KG durchgeführt. Um in Zukunft Kohlenstoffdioxid (CO2) reduziertes und neutrales Wohnen zu ermöglichen, werden Brennstoffzellen-Systeme für stationäre Anwendungen zur Hausenergieversorgung entwickelt. Ziel ist ein Funktionsmuster eines stationären Brennstoffzellen-Heizungssystems für Haushalte mit Methanol als Energieträger. Dafür entwickelt ein Konsortium aus deutschen klein- und mittelständischen Unternehmen sowie einer Forschungseinrichtung gemeinsam eine neuartige Konzeption der Versorgung von Haushalten mit Wärme und Strom durch den Betrieb von Brennstoffzellen unter Nutzung des Energieträgers Methanol anstelle von Erdgas. Die robuste Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Heizung wird auf die bestehende Heizsystem Infrastruktur aufbauen. Das Projekt beinhaltet: - Entwicklung neuartiger Brennstoffzellen-Membran-Elektroden-Einheiten - Entwicklung neuartiger Brennstoffzellen-Bipolarplatten - Funktionsmuster Brennstoffzellen-Stack mit kommerziellen Membran-Elektroden-Einheiten - Funktionsmuster Methanol-Reformer - Funktionsmuster robustes Brennstoffzellen-System mit 2 kWel Leistung - Funktionsmuster Methanol-Brenner - Entwicklung Steuerung Gesamtanlage Brennstoffzellen-Heizung - Funktionsmuster Brennstoffzellen-Heizungsanlage mit integriertem Methanol-Brenner, Validierung unter Realbedingungen.
Das Projekt "Methanolreformer mit innovativer Gasreinigung zur H2-Versorgung einer NT-PEMFC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. Das Verbundprojekt MEGA (MEthanolreformer mit innovativer GAsreinigung zur H2-Versorgung einer NT-PEMFC) zielt auf die Weiterentwicklung der Nutzung der Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie ab. Um die Forschung auf diesen Gebieten voranzutreiben und die nationale Wasserstoffstrategie des Bundes umzusetzen, wird ein innovatives Methanolreformersystem mit CO2- und CO-Abtrennung entwickelt. Die Verbundpartner Leibniz-Institut für Katalyse e. V. (LIKAT), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Sigmar Mothes Hochdrucktechnik GmbH (HDT), ATI Küste GmbH Gesellschaft für Technologie und Innovation (ATI) und GESA Automation GmbH (GESA) stellen sich der Herausforderung ein Reformersystem zu entwickeln, welches sowohl technisch als auch ökonomisch neue Maßstäbe setzt und auf verschiedene Anwendungsfälle, vorrangig im maritimen Bereich, abzielt. Bei den zu entwickelnden Komponenten und Verfahren wird angestrebt, die Anforderungen der Industrie an praxistaugliche Energieversorgungssysteme für portable und mobile Anwendungen zu erfüllen. Das Alleinstellungsmerkmal des Projektes ist, dass aus Methanol, hochreiner Wasserstoff mit einem CO-Gehalt von weniger als 10 ppm generiert wird, der direkt ohne weitere Nachbehandlung einer Brennstoffzelle zur Verfügung gestellt werden kann. Hierbei ist der Einsatz der vorteilhaften Niedertemperatur - Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (NT-PEMFC) geplant.
Das Projekt "Teilvorhaben: Physikalische CO2- und CO-Reinigung (Variante 3) mittels PSA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ATI Küste GmbH Gesellschaft für Technologie und Innovation durchgeführt. Das Verbundprojekt MEGA (MEthanolreformer mit innovativer GAsreinigung zur H2-Versorgung einer NT-PEMFC) zielt auf die Weiterentwicklung der Nutzung der Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie ab. Um die Forschung auf diesen Gebieten voranzutreiben und die nationale Wasserstoffstrategie des Bundes umzusetzen, wird ein innovatives Methanolreformersystem mit CO2- und CO-Abtrennung entwickelt. Die Verbundpartner Leibniz-Institut für Katalyse e. V. (LIKAT), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Sigmar Mothes Hochdrucktechnik GmbH (HDT), ATI Küste GmbH Gesellschaft für Technologie und Innovation (ATI) und GESA Automation GmbH (GESA) stellen sich der Herausforderung ein Reformersystem zu entwickeln, welches sowohl technisch als auch ökonomisch neue Maßstäbe setzt und auf verschiedene Anwendungsfälle, vorrangig im maritimen Bereich, abzielt. Bei den zu entwickelnden Komponenten und Verfahren wird angestrebt, die Anforderungen der Industrie an praxistaugliche Energieversorgungssysteme für portable und mobile Anwendungen zu erfüllen. Das Alleinstellungsmerkmal des Projektes ist, dass aus Methanol, hochreiner Wasserstoff mit einem CO-Gehalt von weniger als 10 ppm generiert wird, der direkt ohne weitere Nachbehandlung einer Brennstoffzelle zur Verfügung gestellt werden kann. Hierbei ist der Einsatz der vorteilhaften Niedertemperatur - Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (NT-PEMFC) geplant. Das Teilprojekt C 'Physikalische CO2- und CO-Reinigung Verminderung des CO-Gehaltes mittels PSA' der ATI Küste verfolgt die Entwicklung der CO2-Abtrennung und Reduzierung des CO-Gehalts auf Basis neuartiger Druckwechseladsorptionsverfahren. Dazu wird sowohl eine Laboranlage als auch ein Demonstrator gebaut, um die neuartigen Technologien zu testen und zu validieren.
Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: MHTFC - Entwicklung eines Methanol Hochtemperatur - Brennstoffzellenstacks für ein Brennstoffzellensystem mit einer Leistungsabgabe von 1,2 kW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von siqens GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Projektes wurde die Firma Siqens GmbH ausgegründet. Die Siqens ist Hersteller einer innovativen Hochtemperatur-Methanol-Brennstoffzelle (HT-MFC) in der Leistungsklasse 1 bis 5 kW, welche bzgl. Preis-/Leistungsverhältnis bisherige Methanol-Brennstoffzellen um ein Mehrfaches übertrifft. Die HT-MFC überwindet erstmalig die Schlüsselbarrieren der Brennstoffzellentechnologie - die schlechte Eignung von Wasserstoff als Energieträger einerseits und die sehr niedrigen Leistungsdichten der Methanol-Systeme andererseits. Dazu nutzt Siqens eine proprietäre Technologie, die es erlaubt bei hohen Temperaturen Methanol als Energieträger zu verwenden. Dabei wird Methanol zu Wasserstoff reformiert. Die Energie hierfür wird aus der Reaktion selbst gewonnen. Die Herstellkosten der zum Markteintritt geplanten 1,1 kW HT-MFC-Systeme sind in der Kleinserie um einen Faktor größer als 5 günstiger als marktgängige DMFC Systeme. Die HT-MFC hat einen elektrischen Wirkungsgrad von bis zu 40Prozent, was eine besonders umweltfreundliche, nachhaltige und kostengünstige Stromerzeugung erlaubt. Zudem kann durch das hohe Temperaturniveau die Abwärme einfach genutzt werden, was den Wirkungsgrad auf über 80Prozent erhöht. Siqens adressiert zunächst den Freizeitmarkt und will mittelfristig in den Industrie- und den Elektromobilitätsmarkt eintreten.
Das Projekt "Industrialisierung eines Stromerzeugers mit HT-PEM Brennstoffzelle und integriertem Methanol Reformer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von fischer eco solutions GmbH durchgeführt. Ziel des Verbund-Vorhabens 'ISEHM' ist die Befähigung zur marktfähigen Serienfertigung von 5 kW Strom-Generatoren basierend auf der HT-PEM Brennstoffzellentechnologie. Es sollen die Voraussetzungen geschaffen werden, um erstmals eine Serienfertigung von Stromgeneratoren mit HT-PEM Brennstoffzellen in Deutschland aufzubauen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines neuartigen Reaktor-Design für das Methanolreformersystem und CO-Verminderung. Aufbau und Betrieb des Gesamtprozesses in Form einer Miniplant-Anlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sigmar Mothes Hochdrucktechnik GmbH durchgeführt. Die übergeordnete Zielstellung und Alleinstellungsmerkmal des Projektes bestehen darin, aus Methanol hochreinen Wasserstoff (CO kleiner als 10 ppm) zu generieren, der direkt ohne weitere Behandlung für den Einsatz in einer NT-PEMFC geeignet ist. Dazu soll im Rahmen eines Verbundprojektes mit den Partnern Leibniz-Institut für Katalyse e. V. (LIKAT), Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Sigmar Mothes Hochdrucktechnik GmbH (HDT), ATI Küste GmbH Gesellschaft für Technologie und Innovation (ATI) und GESA Automation GmbH (GESA) ein innovatives und technisch sowie ökonomisch überzeugendes Methanolreformersystem mit CO2- und CO-Abtrennung entwickelt werden. Bei den zu entwickelnden Komponenten und Verfahren wird angestrebt, die Anforderung der Industrie an praxistaugliche Energieversorgungsysteme für portable und mobile Anwendungen zu erfüllen. So sind folgende wesentliche Parameter zu berücksichtigen: Lebensdauer: 5.000 h, Umgebungstemperatur: z.B. - 30 Grad Celsius bis + 50 Grad Celsius . Es ist anzustreben, einen Wirkungsgrad für den Methanolreformer einschließlich der Gasreinigung von ca. 80 % zu erreichen und keine nennenswerten Wasserstoffverluste zuzulassen. Die Speicherdichten des Methanolreformersystems mit CO2- und CO-Abtrennung sollen wesentlich höher sein als in einem 700 bar Drucktanksystem (Faktor ca. 3). Die Verifizierung der Entwicklungen ist mittels eines Versuchsmusters im Leistungsbereich von ca. 300 l H2/h = 500 Wel Brennstoffzellenleistung geplant. Eine Skalierung in wesentlich größere Bereiche soll mit dem Versuchsmuster ebenfalls ermöglicht werden. Konkret sollen im Teilvorhaben D-1 die folgenden Arbeitsziele erreicht werden: Erstellung eines Lastenheftes/Technologisches Konzept zur Miniplant-Anlage. Basic-Engineering der Miniplant-Anlage mit erweitertem Verfahrensfließbild und detailliertem R&I Fließbild. Detail-Engineering der Miniplant-Anlage. Aufbau und Montage. Versuchsbetrieb der Anlage mit verschiedenen Parametern.
Das Projekt "Teilvorhaben: HT-PEM Designoptimierung und -test zur Industrialisierung eines BZ-Stromerzeugers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Befähigung zur marktfähigen Serienfertigung von 5 kW Strom-Generatoren mit Brennstoffzellentechnologie, basierend auf HT-PEM und integriertem Methanol-Reformer. Es sollen die Voraussetzungen geschaffen werden, um erstmals eine Serienfertigung für diese Stromgeneratoren in Deutschland aufzubauen. Mit dem Vorhaben soll die Brücke zwischen erfolgreicher Prototypentwicklung und Musterfertigung zu einem wirtschaftlich tragfähigen Geschäft gebaut werden. Dazu ist es notwendig, sowohl die bestehenden Produkte als auch die Herstellverfahren unter Kosten und Qualitätsgesichtspunkten zu optimieren. Im Rahmen der vom ZSW innerhalb des Teilvorhabens durchgeführten Aktivitäten sollen nach Festlegung einer Grundgeometrie eine Auslegung und Optimierung eines Zell- und Stackdesigns erfolgen. Diese umfasst die Verteilerfelder sowie die Portkanalauslegung, so dass am Ende ein Stackdesign mit hoher Gleichverteilung sowohl innerhalb als auch zwischen den Zellen resultiert. Im zweiten Teil der ZSW-Aktivitäten erfolgt die Validierung des entwickelten Stacks mittels umfassender Leistungs- und Standzeit-Charakterisierung. Ergänzt werden diese Untersuchungen durch ex situ Tests insbesondere von neuen und betriebenen MEA-Einheiten hinsichtlich physikalischer und elektrochemischer Parameter.
Das Projekt "Entwicklung eines Modellsystems fuer Direktmethanolbrennstoffzellen im gasfoermigen und fluessigen Betrieb - Charakterisierung von Membranelektrodeneinheiten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. PEM-Brennstoffzellen mit Betriebstemperaturen bis 100 Grad Celsius gelten als aussichtsreichste Kandidaten zur Abloesung der Verbrennungsmotoren im naechsten Jahrzehnt. In den letzten Jahren konnten hierbei fuer den Bereich der Automobiltechnik enorme Fortschritte erzielt werden. Hier gibt es zwei Konzepte: -die indirekte Reformierung des Methanols in einem separaten Reformer und eine H2-PEMFC -die direkte Umwandlung von Methanol in elektrische Energie in der Brennstoffzelle selbst. Bei der indirekten Reformierung gibt es eine Reihe von Problemen, die durch die Direkt-Methanol-Brennstoffzelle umgangen oder geloest werden. Allerdings gibt es auch hier eine Reihe von technisch ungeloesten Problemen. Das Kernproblem ist, dass noch keine geeignete Membran fuer diese Technik existiert. Ziel des Vorhabens ist es, eine neue Membran fuer hoehere Betriebstemperaturen zu entwickeln und dazu ein Steuerungs- und Verdampfersystem.
Das Projekt "Kompaktreformer für Methanol" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wieland-Werke AG durchgeführt. Im Projekt geht es um die Entwicklung eines Methanol-Kompaktreformers und die Applikation optimierter bzw. neuer Herstelltechniken. Es sollen Prototypen hergestellt werden. Ausgangspunkt für die Entwicklung ist die vorhandene 'Integrated Fuel Processor' (IFP)-Technologie, die für die Versorgung von Brennstoffzellensystemen mit einer Leistung von 1 kWel ausgelegt wurde. Das Konzept soll nun hinsichtlich der Einsatzmöglichkeiten verbessert werden. Dazu gehören Erweiterungen in der Betriebsstrategie, der Medienführung und des Leistungsbereichs der zur Verfügung gestellten Energie. Darüber hinaus sollen technisch verlässliche und wirtschaftlich attraktive Fertigungsverfahren für die Komponenten des Kompaktreformers entwickelt werden. Dies ist die elementare Voraussetzung für eine erfolgreiche Platzierung des neuen Reformer-Konzeptes auf dem Markt. Es werden zwei alternative Herstellverfahren für metallische Reformerplatten erprobt und vergleichend bewertet: die klassische Pulvermetallurgie (über Pressen und Sintern) und der metallische Siebdruck. Die Wieland-Werke AG hat die Aufgabe, die klassische Pulvermetallurgie anzuwenden. Mit dieser Fertigungstechnik werden im Technikumsmaßstab Reformer-Platten hergestellt und im akkreditierten Labor der Wieland-Werke AG charakterisiert. Die Leistungsfähigkeit des neu zu entwickelnden Gesamtkonzepts wird anschließend anhand von Funktionsmustern zweier Reformersysteme am ZSW sowie bei der WS Reformer GmbH beurteilt.
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