Brennstoffzelle
Die Brennstoffzelle stellt eine wesentliche Alternative zu den bisherigen Energiewandlungsmöglichkeiten dar, die insbesondere für eine künftige solare Energiewirtschaft unerlässlich sein wird. Es gibt unterschiedlichste Brennstoffzellentypen, die aufgrund ihrer Charakteristik unterschiedlichen Anwendungsbereichen zugeordnet werden können - sei es die stationäre oder mobile Anwendung, sei es die Verwendung von Wasserstoff oder anderen Brenngasen.
Die Brennstoffzellentechnologie befindet sich im Allgemeinen noch in der Entwicklungsphase, auch wenn einzelne Elemente schon weitgehend technisch ausgereift sind. Beispielsweise gehört die Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung zum Standard bei der effizienten stationären Anwendung.
Für die Markteinführung sind nicht nur eine Serienfertigung der Brennstoffzellen selber notwendig, sondern auch wirtschaftlich vertretbare Kosten der Brenngase. Aufgrund der beidseitigen Abhängigkeit wird der allgemeine Durchbruch erst bei einer weitgehend erfolgten Umstrukturierung der Energiewirtschaft zu einer solar orientierten erfolgen können. Ein wichtiger Schritt für die Ausweitung des Einsatzgebietes von Brennstoffzellen besteht bis dahin in der Anwendung alternativer Brenngase - beispielsweise von Klärgasen.
Ein Schwerpunkt von Aktivitäten in der Brennstoffzellen-Entwicklung liegt in dem Gebiet der Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Aufgrund des hohen Wirkungsgradpotenzials und des hohen Temperaturniveaus der Abwärme ist sie besonders interessant für den Einsatz in der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung.
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Dieser Artikel aus dem Heft „Intelligenter Produzieren“ (VDMA Verlag 2006/2) stellt die Ergebnisse des vom Bundesminsiterium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „Prozell“ vor. Ziel ist es, einen Fertigungsprozess für Mikrobrennstoffzellen aufzubauen, welche aus dreischichtigen zusammenhängenden Folien mit Perforation bestehen. Der Prototyp ist realisiert. Ausführliche Informationen ab Seite 20.
Dieser Artikel beschreibt in aller Kürze sehr anschaulich den Aufbau und die Funktionalität von Brennstoffzellen. Die Effizienz von Brennstoffzellen kann zukünftig mit Hilfe von so genannten metallorganischen Nanocubes noch gesteigert werden. Ihre Nanoporosität ermöglicht es, vergleichsweise große Mengen an Wasserstoff zu speichern.
Innovation und Investitionsfähigkeit sind die entscheidenden Erfolgsfaktoren für das Krankenhaus der Zukunft. Als weltweit erste Klinik nahm das Rhön-Klinikum Bad Neustadt eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle in Betrieb. Es handelt sich dabei um eine hochinnovative Kraftwerks-Technik, mit der Strom und Wärme mit den geringsten heute möglichen Umweltbelastungen erzeugt werden können.
Brennstoffzellen können zukünftig Fahrzeuge, Handys und Notebooks umweltfreundlich antreiben, weil prozessbedingt keine schädlichen Abgase sondern nur Wasser entsteht. Dieser Artikel beschreibt Forschungsansätze zur Optimierung der chemischen Reaktionen. Hierfür werden vergiftungsresistente Metallkombinationen und Systeme zur periodischen Brennstoffregulierung getestet sowie Membranen entwickelt, die ohne Wasser auskommen.
In derzeitigen Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen (PEM-BZ) wird Wasser aus den Brennstofzellen-Abgasen auskondensiert, in den Speisegasstrom transportiert und erneuert verdampft. In diesem Projekt sollen Wege gefunden werden, diese Kondensation und die anschließende energieaufwendige Verdampfung überflüssig zu machen. Dazu sollen verschiedene Verfahren simuliert und im Labor erprobt werden.
Gesamtziel des Verbundprojekts der „VDMA-Gesellschaft für Forschung und Innovation (VFI)“ ist die Entwicklung eines 5kW Laborprototypen als Basis für ein effizientes und kostengünstiges Flüssig-DMFC-System als Fahrzeugantrieb.
Das Projekt wird mit Bundesmitteln durch den Projektträger Jülich PTJ gefördert.
Das entwickelte innovative Brennstoffzellenmodell auf H₂/H₂O₂-Basis schafft eine neue Lösung für Energieversorgungssysteme maritimer Messstationen. Die erarbeiteten Grundlagen für die Entwicklung geeigneter Analyse- und Auslegungswerkzeuge für wesentliche Bestandteile von Brennstoffzellen sind von großer wirtschaftlicher Bedeutung und tragen zur Verbreitung umweltverträglicher Energieversorgungssysteme bei.
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Schlagwörter:
Brennstoffzelle, Energieversorgung, Thermodynamik, Wasserstoffgewinnung
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Im Bereich der Gebäudeheizung verspricht die Nutzung der Brennstoffzelle und ihrer besonderen Eigenschaften erhebliche Vorteile. Da Brennstoffzellen Gleichstrom produzieren, ist zur Netzeinspeisung ein Wechselrichter erforderlich. Der Wechselrichter ist über eine serielle Kommunikation mit dem Gesamtsystem verbunden, stellt alle für den Betrieb erforderlichen elektrischen Meßwerte zur Verfügung und gestattet die Integration des Brennstoffzellenheizgerätes in ein übergeordnetes Gebäudeenergiemanagement.
Der Durchbruch der Brennstoffzellentechnologie im Allgemeinen wird durch die bisherige Kostenstruktur verhindert. Ziel diese Projektes ist es, Anlagen zu entwickeln, die es ermöglichen im kontinuierlichen Prozeß die verschiedensten Verfahrensprozesse, wie Wickeln, Beschichten, Trocknen, Kaschieren, etc. darzustellen, so dass eine Serienfertigung sowohl in technischer als auch ökonomischer Hinsicht, realisiert werden kann.
Ziel des Projektes der "Siemens Aktiengesellschaft" ist es, die Herstellungskosten von Oxidkeramischen-Hochtemperatur-Brennstoffzellen (SOFC), die bei der zukünftigen Energieversorgung eine bedeutende Rolle spielen können, zu senken. Dies soll durch eine Erhöhung der Leistungsdichte und Entwicklung kostengünstiger Fertigungsverfahren erreicht werden. Das Projekt wird mit Bundesmitteln durch den Projektträger Jülich PTJ gefördert.
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Brennstoffzelle im Miniformat
Brennstoffzellenkraftwerk des Rhönklinikums
Entwicklung eines innovativen Brennstoffzellenmodells auf H₂/H₂O₂-Basis zur Energieversorgung maritimer Messstationen