Entwicklung einer modularen skalierbaren Wasserstoffversorgungseinheit

Staiger und ElringKlinger haben das Ziel, eine modular skalierbare Wasserstoffversorgungseinheit inkl. Ventile für PEM-Brennstoffzellenmodule zu entwickeln. Staiger entwickelt die Ventile, ElringKlinger die Anodengasrezirkulationseinheit, welche Wasserstoff in den Stack zurückführt und dadurch eine wartungsintensive Pumpe ersetzt. Weiterhin wird durch diese Substitution der benötigte Bauraum reduziert und der Gesamtsystemwirkungsgrad erhöht. Die im Vergleich zur Standardanwendung mit aktiver Rezirkulationseinheit (Pumpe) stark veränderten Randbedingungen einer Wasserstoffversorgungseinheit mit passiver Rezirkulation erfordern u.a. die Entwicklung neuer Ventilkonzepte.

Die Komponentenentwicklung eines neuartigen Druckregelventils sowie die Weiterentwicklung vorhandener Spül- und Drainageventile soll den Anwendungsbereich des Anoden-Subsystems hinsichtlich Leistung, Temperatur und Druck erweitern. ElringKlinger kombiniert die Weiterentwicklung des Anoden-Subsystems mit den Ventilkomponenten von Staiger mit der Zielsetzung, diese auf Subsystem- und Brennstoffzellenmodulbasis zu erproben. Simulationen und umfangreiche experimentelle Erprobungen der Rezirkulationseinheit runden die Entwicklung ab. Das Ziel ist eine stabile und hohe Stackleistung über den gesamten Betriebsbereich zu erreichen und eine modulare skalierbare Wasserstoffversorgungseinheit zu entwickeln.

Im Hinblick auf die umfassende Funktionsintegration, die durch das Brennstoffzellenmodul mitsamt passiver Anodengasrezirkulationseinheit abgebildet wird, sind noch erhebliche Entwicklungs- und Validierungsaufwände nötig. Insbesondere, um verschiedene Anwendungs- und Leistungsbereiche abdecken zu können, müssen neuartige Ventilkonzepte erarbeitet werden.

Durch die erfolgreiche Entwicklung und dem damit verbundenen Durchbruch der passiven Rezirkulationseinheit, inklusive Druckregelventil sowie Spül- und Drainageventilen, wird das Integrationslevel von Brennstoffzellenmodulen beträchtlich erhöht. Dadurch werden die Gesamtsystemkosten gesenkt und die kundenseitige Schnittstelle maßgeblich vereinfacht.

Außerdem kann ElringKlinger das im Rahmen dieses Entwicklungsprojekts erworbene Know-How konkret für weitere Entwicklungsschritte bei der Rezirkulationseinheit und anderen BOP-Komponenten nutzen. Das Projekt stärkt somit die Innovationsfähigkeit bei ElringKlinger.

Die Projektpartner EK und Staiger sehen mit den in diesem Projekt erarbeiteten Erfahrungen sehr gute Chancen, den steigenden Anforderungen an Kosten und Funktionalität gerecht zu werden und die entwickelten Produkte zeitnah, nach erfolgreichem Abschluss des Projekts, in eine Serienentwicklungs- bzw. Markteinführungsphase zu überführen.

Förderkennzeichen
03B10403

Partner Laufzeitbeginn Laufzeitende Fördersumme
Staiger GmbH & Co. KG01.09.1828.02.21248.374,00 €
ElringKlinger AG01.09.1828.02.21310.353,00 €
558.727,00 €