IEA AFC Annex 34 - ExCo Meeting Präsentation: Highlights from the Annexes (2022)

Die Präsentation wurde von Dr. Rajesh Ahluwalia (US ANL) im Zuge des 67. Executive Committee (ExCo) Meetings präsentiert. Sie fasst die jüngsten Fortschritte bei Brennstoffzellen für den Verkehr zusammen und zeigt Kennzahlen aus Studien der beteiligten Partner.

Bibliographische Daten

Austria (HyCentA), Canada (Ballard, Polytechnique Montréal), China (Tsinghua University, Sunrise Power Co), Denmark (IRD), France (CEA-Liten), Germany (FZ Julich), Sweden (PowerCell), US (ANL), 67th Meeting (Web-Conference) of the Technology Collaboration Programme on Advanced Fuel Cells Executive Committee (November 16-17, 2022) Englisch

Inhaltsbeschreibung

Nachfolgend sind die jüngsten Fortschritte bei Brennstoffzellen für den Verkehr zusammengefasst:

Brennstoffzellentechnologie

Die Hybridisierung ist eine praktikable Option für On- und Off-Road-Anwendungen, bei denen das Wärmemanagement die maximale Stapelgröße begrenzt: 75-kW-Brennstoffzellensystem (FCS) mit 77-kWh-Energiespeichersystem (ESS) als Ersatz für einen 185-kW-Dieselmotor für einen Klasse-6-Kastenwagen, 175-kW-FCS mit 183-kWh-ESS als Ersatz für einen 363-kW-Dieselmotor für einen Klasse-8-Lastwagen.

FCS-Performance

Auf der Basis des unteren Heizwerts (LHV) hängt der Gewinn an Kraftstoffeinsparung von Hybrid-FCS-Plattformen im Vergleich zu Dieselmotoren vom Arbeitszyklus ab: >200% für Klasse-6-Kastenwagen, 12% für Klasse-8-Fernverkehrs-Lkw.

Stack-Lebensdauer

Überdimensionierung der aktiven Membranfläche, Katalysatormorphologie, Katalysatorüberladung, Spannungsbegrenzung und Lastverteilung sind einige der Konzepte, die für eine Lebensdauer von 25.000 Stunden und eine PGM-Nutzung von 2,5 kW/gPGM bewertet werden.

Bergbau

Der nuGen-Muldenkipper von Anglo American, der 800 kW FCS mit 1,2 MWh ESS für 2 MW Leistung und 290 Tonnen Nutzlast kombiniert, wird in einer südafrikanischen Mine eingesetzt. In einer Studie werden die Leistung (thermisch, Wirkungsgrad, Lebensdauer, Hybridisierung) und die Wirtschaftlichkeit (Anschaffungskosten, Gesamtbetriebskosten) von 2,6-MW-Brennstoffzellen-Hybriden für Bergbau-Lkw der Oberklasse untersucht.

H2-Speicherung

Die Speicherung von Flüssigwasserstoff (LH2) wird für schwere Anwendungen wie Lastkraftwagen der Klasse 8, Landwirtschaft, Bauwesen und Bergbau in Betracht gezogen. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass LH2-Speichersysteme eine gravimetrische Kapazität von mehr als 20 Gew.-% und eine volumetrische Kapazität von mehr als 40 g/L zu Kosten unter 6 $/kWh erreichen können.

H2-Produktion

Das US-DOE hat die Initiative "1 1 1" zur Herstellung von sauberem H2 zu einem Preis von 1 $/kg in einem Jahrzehnt gestartet. Deutschland hat die AquaVentus-Initiative angekündigt, um bis 2035 1 MMT grünen H2 aus 10 GW Offshore-Windparks in der Nordsee zu einem Preis von 2 €/kg-H2 zu produzieren.

H2-Transporter

Kawasaki Heavy Industries hat von Nippon Kaiji Kyokai die grundsätzliche Genehmigung für einen großen, 160.000 m³ fassenden LH2-Träger mit vier Kugeltanks erhalten. Mehrere Ankündigungen von ACWA, NEOM, Air Products, Topsoe und First Ammonia zum Bau von grünen Ammoniakanlagen der GW-Klasse.

Nähere Infos zum IEA AFC Annex 34 auf der IEA AFC Website