BALIS

In dem Forschungsprojekt BALIS – Brennstoffzellenbasierter Antriebsstrang für Luftfahrzeuge werden, die Herausforderungen eines emissionsfreien Multi-Megawatt Antriebs im Bereich Luftfahrt mit 40-160 Passagieren behandelt. Hierzu sind revolutionäre Ansätze gefragt – sowohl technologisch als auch strukturell. Technologisch werden in diesem Projekt die Erfahrungen der letzten 15 Jahre auf dem Gebiet der emissionsfreien Luftfahrtantriebe mit Wasserstoff-Brennstoffzellen gebündelt und die bestehenden Herausforderungen eines Brennstoffzellenantriebs für den Megawattbereich angegangen. Im Rahmen von BALIS soll die Funktionsfähigkeit eines 1,5 MW Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antriebs am Boden bewertet und demonstriert werden. Dazu ist eine umfassende Testinfrastruktur erforderlich. 

Durch einen radikalen Hochskalierungsansatz und einen modularen Prüfstandsaufbau können Komponenten und Systeme einzeln und im Systemverbund betrieben und untersucht werden. Die Kernkomponenten bestehen aus dem Brennstoffzellensystem, einem Flüssigwasserstoffspeicher, einem Hochleistungselektromotor, einer Batterie, der Steuerungs- und Regelungstechnik sowie dem Temperaturmanagement mit der zugehörigen Infrastruktur. Diese Struktur ermöglicht die Ableitung einer effizienten, sicheren und zuverlässigen Gesamtsystemarchitektur sowohl für reine Brennstoffzellenantriebe als auch beliebige Hybridisierungen für diverse Lastfälle und Flugphasen.

Es folgt die Auslegung, Entwicklung, der Aufbau und die Zusammenschaltung dieser Teilsysteme mit den identifizierten Komponenten. Die Validierung und Zusammenführung bis hin zur Inbetriebnahme des gesamten wasserstoffbasierten elektrischen Antriebsstrangs wird Erkenntnisse für weitere maßgeschneiderte Entwicklungen im MW-Leistungsbereich für die Allgemeinheit liefern. Begleitend werden Werkzeuge zur Berechnung eines optimierten Energienetzes in Flugzeugen mit elektrischen Wasserstoffantrieben und der dafür notwendigen Flüssigwasserstoff-Infrastruktur an Flughäfen entwickelt. Hierfür verfügt der Prüfstand über einen 2,5 t Flüssigwasserstoffspeicher, der einen kleineren 200 kg Testtank speist. Der Transfer der Ergebnisse in die deutsche Forschungs- und Industrielandschaft ermöglicht eine nachhaltige Verwertungsperspektive der Projektergebnisse, die von der deutschen Industrie genutzt werden kann.

Als Ziel soll ein brennstoffzellenbasierter 1,5 MW Antriebsstrang als Basis für Multi-Megawatt (bis 10 MW) Antriebe für Luftfahrtanwendungen realisiert werden. Dieses dient als Grundlage für weitere Arbeiten in diesem Bereich.