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.

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.

Langzeitmessung einer 60 cm2 großen Luftelektrode über 300 h (100 Lade-/Entladezyklen) (Quelle: Pichler, Hacker, CEET konkret, 2017).
Langzeitmessung einer 60 cm2 großen Luftelektrode über 300 h (100 Lade-/Entladezyklen) (Quelle: Pichler, Hacker, CEET konkret, 2017).

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

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