Foto: Frontansicht des sozialen Wohnbaus Mühlweg in Wien

IEA-AFC Annex 35: Brennstoffzellen für portable Anwendungen (Arbeitsperiode 2017 - 2019)

Annex 35 zielt auf Informationsaustausch über den derzeitigen Status und die Entwicklungen im Bereich der portablen Brennstoffzellen ab. Die Arbeiten umfassen Entwicklung und Herstellung der Membran-Elektroden-Einheit, bis hin zu Systemkomponenten wie elektrische Konverter oder Gasversorgung. Des Weiteren sind auch Aufbau und Auslegung von Hybriden sowie Aspekte der Sicherheit und Normierung von Interesse.

Kurzbeschreibung

Hauptsächlich werden Niedertemperatur- und Direkt-Alkohol-Brennstoffzellen für portable Anwendungen verwendet. Es sind jedoch auch sämtliche andere Systeme in diesem Task inkludiert.

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, aber auch billigerer und effizienterer Katalysatoren und Stack-Komponenten reduziert werden. Auch höhere Stückzahlen in der Produktion verringern den Preis. Die Lebensdauer vieler Systeme ist noch nicht ausreichend und soll innerhalb der nächsten Jahre auf 10.000 Stunden erhöht werden. Effizienz und Leistungsdichte müssen weiter erhöht werden. So können längere Betriebsdauern, geringere Verluste aufgrund von Wärmeabgabe und reduzierte CO2 Emissionen erreicht werden.

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 vorwiegend auf Subtask 2 "System-, Stapel- und Zellentwicklung" und Subtask 4 „Verlängerung der Lebensdauer für portable Brennstoffzellen".

Vor allem die Entwicklung und Charakterisierung neuer Materialien für Brennstoffzellen, die Ethanol effizient in elektrische Energie umwandeln, wird thematisiert. Für die Verbesserung der Leistung der alkalischen Direkt- Ethanol-Brennstoffzelle (DEFC) werden mehrstufige Verfahren zur Herstellung von Pt-freien Anodenkatalysatoren und Polysaccharid- Membranen basierend auf Kompositmaterialien entwickelt.

Schematische Darstellung der Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle (Quelle: Technische Universität Graz, CEET)
Schematische Darstellung der Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle (Quelle: Technische Universität Graz, CEET)
Passive Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle mit MEA, Schrägansicht: 1) Ethanol-Auslass, 2) Ethanol-Einlass, 3) Anodenstromabnehmer, 4) Kathodenstromabnehmer, 5) Kathodenseite mit Nickelnetz als Stromabnehmer und eingespannter MEA, 6) PTFE-Papier als Dichtung (Quelle: Technische Universität Graz, CEET)
Passive Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle mit MEA, Schrägansicht: 1) Ethanol-Auslass, 2) Ethanol-Einlass, 3) Anodenstromabnehmer, 4) Kathodenstromabnehmer, 5) Kathodenseite mit Nickelnetz als Stromabnehmer und eingespannter MEA, 6) PTFE-Papier als Dichtung (Quelle: Technische Universität Graz, CEET)

Publikationen

Publikationen finden sich auf der Seite der vergangenen Arbeitsperiode.

Teilnehmende Staaten

Dänemark, Deutschland, Italien, Japan, Österreich, Schweden und Südkorea

Kontaktadresse

Assoc.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Viktor Hacker
Labor für Brennstoffzellensysteme
Technische Universität Graz
Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik
Inffeldgasse 25C, 8010 Graz
Tel.: +43 316 873 8780
E-Mail: viktor.hacker@tugraz.at

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