AiF-FV-Nummer 16337 N

Lageunabhängiges portables Energiesystem auf Basis einer Mikro-Direktmethanol Brennstoffzelle

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.12.2009 bis 30.11.2012

Forschungsstellen

  • Zentrum für BrennstoffzellenTechnik gGmbH
    Carl-Benz-Str. 201, 47057 Duisburg
    http://www.zbt-duisburg.de/

  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Institut für Mikroverfahrenstechnik (IMVT)
    Herrmann-von-Helmoltz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen
    http://www.imvt.kit.edu/

  • DECHEMA e. V. Karl-Winnacker-Institut
    Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main
    http://kwi.dechema.de

Zusammenfassung

Die Energiedichte von Batterien kann mit dem immer größer werdenden Strombedarf der Anwendungen von netzunabhängigen Geräten nicht mehr langfristig Schritt halten. Mikrobrennstoffzellen-Systeme, die verlängerte Laufzeiten bieten, reduziertes Systemgewicht besitzen und die im Gegensatz zu Batterien nicht wieder aufgeladen werden müssen können bei dieser Problematik eine realistische Abhilfe schaffen. Das wichtigste Kriterium eines solchen Systems besteht in einer konsequenten Miniaturisierung gegenüber herkömmlicher BZ-Systeme mit einem Fokus auf die Größenreduktion der methanolbetriebenen Mikrobrennstoffzelle (direct methanol fuel cell, DMFC), die Optimierung der Methanolversorgungseinheit und die Minimierung der Zahl der Peripheriekomponenten. Bei der Entwicklung von Mikro-Brennstoffzellen stehen Deutschland und Europa in intensivem technologischem Wettbewerb mit Firmen und Forschungseinrichtungen aus dem amerikanischen und asiatischen Raum. Bisherige Entwicklungen konzentrieren sich dabei meist auf passive DMFC-Betriebskonzepte mit sehr geringen Leistungsdichten und anspruchsvollem kathodischen Wassermanagement. Zielstellung des Projektes ist die Entwicklung eines portablen Ladegerät-Funktionsmusters für kleine Elektrogeräte, das den Stand der Technik in Bezug auf Lageunabhängigkeit, Performance, Robustheit und Massenproduzierbarkeit durch einen aktiven Betrieb deutlich übertrifft. Die zu entwickelnde µ-DMFC soll dabei eine Leistung von ca. 2 W aufweisen, die in ein Hybridsystem mit Li-Ionen-Batterie integriert ist. Damit können die dynamischen Leistungsanforderungen eines Elektrogerätes gedeckt werden. Die Energiebereitstellung am Ladegerät soll über zwei eingebaute USB-Ports erfolgen, d.h. das Gesamtsystem liefert bei 5 V mindestens 1000 mA.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente