IEA AFC Annex 35: Brennstoffzellen für portable Anwendungen (Arbeitsperiode 2017 - 2019)
Kurzbeschreibung
Alle Typen von Brennstoffzellen werden für portable Anwendungen entwickelt. Der Schwerpunkt aufgrund der Benutzerfreundlichkeit liegt auf Niedertemperatur- und Direkt-Alkohol-Brennstoffzellen.
Ein Schlüsselaspekt für die breite Anwendung ist die Reduktion der Kosten jetziger Systeme. Dafür gibt es mehrere Ansätze. Die Kosten können durch die Entwicklung neuer Materialien und Herstellungsverfahren, durch günstigere und effizientere Katalysatoren und Stack-Komponenten und durch höhere Stückzahlen verringert werden. Die Lebensdauer soll innerhalb der nächsten Jahre auf 10.000 Stunden erhöht werden. Erhöhte Effizienz und Leistungsdichte werden in Zukunft zu längeren Betriebszeiten, geringeren Wärmeverlusten und reduzierten CO2 Emissionen führen.
Die Themen der Subtasks des Annex 35 sind:
- Systemanalyse und Hybridisierung
- System-, Stapel- und Zellentwicklung
- Codes und Normen, Sicherheitsbedingungen, Brennstoffe und deren Verpackung, Transport
- Verlängerung der Lebensdauer für portable Brennstoffzellen
Die Forschungstätigkeit der TU Graz im Annex 35 konzentriert sich vorwie-gend auf Subtask 2 "System-, Stapel- und Zellentwicklung" und Subtask 4 „Verlängerung der Lebensdauer für portable Brennstoffzellen".
Insbesondere die Entwicklung und Charakterisierung neuer Materialien für Direktethanol-Brennstoffzellen und Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen sowie die Aufbereitung von Brennstoff wurde für den Zeitraum 2017-2019 behandelt. Die Verbesserungen umfassen die innovative Synthese von Katalysatoren, die Entwicklung neuer Methoden zur automatisierten Herstellung und das Design von reversiblen bifunktionellen Elektroden.
Die Forschung zur Brennstoffaufbereitung durch Reformierung von Ethanol stellt eine hervorragende Methode der Wasserstoffversorgung für Brennstoffzellensysteme dar. Die Charakterisierung und Bewertung von Katalysatoren und Prozessparametern standen im Mittelpunkt dieses Subtasks.
Die Entwicklung von bifunktionellen Luftelektroden wurde an Zink-Luft-Fließzellen, einem Brennstoffzellen/Batterie-Hybrid, erforscht. Diese Elektroden bilden die Grundlage für reversible Brennstoffzellen. Es wurden Langzeit-Testreihen von 300 h unter realistischen Bedingungen von 50 mA cm-2 durchgeführt.
Projekt-Bilder
Nutzungshinweis: Die unter Projekt-Bilder aufgelisteten Bilder stammen aus den Projekten, die im Rahmen der Programme Stadt der Zukunft, Haus der Zukunft und IEA Forschungskooperation entstanden sind. Sie dürfen unter der Creative Commons Lizenz zur nicht-kommerziellen Nutzung unter Namensnennung (CC BY-NC) verwendet werden.
Publikationen
IEA AFC Annex 35: Brennstoffzellen für portable Anwendungen (Arbeitsperiode 2017 - 2019)
Annex 35 umfasst den Austausch von Informationen und Forschungsergebnissen über die neuesten Entwicklungen im Bereich der portablen Brennstoffzellen. Neben der Systementwicklung werden die Herstellung der Membran-Elektroden-Einheit (MEE), die Systemkomponenten, wie der elektrische Konverter oder die Gasversorgung, der Aufbau und die Auslegung von Hybriden sowie die Aspekte der Sicherheit und Normierung behandelt.
Schriftenreihe
35/2020
M. Lammer, S. Wolf, B. Cermenek, B. Marius, B. Hammer, V. Hacker
Herausgeber: BMK
Deutsch, 37 Seiten
Downloads zur Publikation
Buchkapitel
Chapter 15 "Alkaline Direct Ethanol Fuel Cell" in "Ethanol: Science & Engineering" (2019)
Dieses Buchkapitel gibt Einblicke in das ADEFC-System.
Buchkapitel in Fuel Cells and Hydrogen. From Fundamentals to Applied Research
Die Ergebnisse der Annexe 31 und 35 werden in mehreren Kapiteln des Buches "Fuel Cells and Hydrogen. From Fundamentals to Applied Research" beschrieben.
Artikel, Papers, Abstracts
- Alkaline Ethanol Oxidation Reaction on Carbon Supported Ternary PdNiBi Nanocatalyst using Modified Instant Reduction Synthesis Method (2020)
- Challenges in flow field manufacturing, testing and simulation for PEM fuel cells (2019)
- Experimental study on high-purity hydrogen generation from synthetic biogas in a 10 kW fixed-bed chemical looping system (2019)
- High-pressure hydrogen production with inherent sequestration of a pure carbon dioxide stream via fixed bed chemical looping (2019)
- Novel highly active carbon supported ternary PdNiBi nanoparticles as
anode catalyst for the alkaline direct ethanol fuel cell (2019) - Langzeitstabile 60 cm²-Luftelektroden für wiederaufladbare Zink-Luft Fließbatterien (2018)
- Automatisierte Herstellung von Hochleistungselektroden für Niedertemperatur-Brennstoffzellen (2018)
- Experimental set-up for ethanol steam reforming (2018)
- Steam reforming of bioethanol-gasoline mixtures (2018)
- The impact of operating conditions on component and electrode development for zinc-air flow batteries (2018)
- High purity hydrogen production with a 10kWth RESC prototype system (2018)
- High‐Purity Hydrogen production with the Reformer Steam Iron Cycle (2018)
- Entwicklung langzeitstabiler Luftelektroden für Zink-Luft Fließbatterien (2017)
- Development of Stable Bifunctional Air Electrodes for Zinc-Air Flow Batteries (2017)
Berichte
Weitere Publikationen finden sich auf der Seite der vergangenen Arbeitsperiode.
Teilnehmende Staaten
Dänemark, Deutschland, Italien, Japan, Korea, Österreich, Schweden
Kontaktadresse
Brigitte Hammer, Bakk.
Assoc.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Viktor Hacker
Technische Universität Graz
Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik
Inffeldgasse 25C, 8010 Graz
Tel.: +43 316 873 8781
E-Mail: brigitte.hammer@tugraz.at