AiF-FV-Nummer 23728

Beurteilung der Kaltstartfähigkeit von PEM-BZ und Entwicklung von Optimierungsstrategien für die Komponentenauslegung

Status & Laufzeit

Laufend: 01.07.2025 bis 31.12.2027

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Für eine nachhaltige Zukunft spielt bei der Transformation des Energie- und Mobilitätssektors der Markthochlauf von Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellensystemen (PEM-BZ) eine wesentliche Rolle. Für deren Einsatz vor allem im heavy-duty Sektor oder in stationären Anwendungen ist dabei der Nachweis der Robustheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Komponenten unter Berücksichtigung sämtlicher Einflussfaktoren von entscheidender Bedeutung für die Marktdurchsetzung. Gemäß dem Department of Energy (DOE) und nach EU Vorgaben ist der Nachweis der Eignung von Komponenten bei niedrigen Temperaturen sowie die Kaltstartfähigkeit zwingend erforderlich. In diesem Vorhaben werden kaltstartrelevante Material- und Prüfparameter identifiziert und über Materialanpassungen und Optimierung der Betriebsstrategien eine ausreichende Robustheit und Kaltstartresilienz erreicht. Als Ergebnis werden für die Anwender und Zulieferer im Bereich KMU Design Regeln für die Auslegung von Komponenten und die optimale Anpassungen von Randparametern entwickelt, mit deren Hilfe PEM-BZ nach den Vorgaben kaltstartfähig sind und wiederholte Frost-/ Kaltstartzyklen ohne gravierende Schäden überstehen. Als Ergebnis können KMUs geeignete Materialkombinationen und Prozessbedingungen auswählen, die für den Einsatz bei tiefen Temperaturen besonders geeignet sind und zu einer Erhöhung der Lebensdauer führen. Damit können Ausfälle einzelner Zellen vermieden und Frostschäden an mobilen und stationären Systemen gezielt verhindert werden. Die höheren Ansprüche an die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von BZ-Stapeln gerade im Nutzfahrzeugbereich können so erfüllt und Kosten reduziert werden. Für eine nachhaltige Zukunft spielt bei der Transformation des Energie- und Mobilitätssektors der Markthochlauf von Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellensystemen (PEM-BZ) eine wesentliche Rolle. Für deren Einsatz vor allem im heavy-duty Sektor oder in stationären Anwendungen ist dabei der Nachweis der Robustheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit der Komponenten unter Berücksichtigung sämtlicher Einflussfaktoren von entscheidender Bedeutung für die Marktdurchsetzung. Gemäß dem Department of Energy (DOE) und nach EU Vorgaben ist der Nachweis der Eignung von Komponenten bei niedrigen Temperaturen sowie die Kaltstartfähigkeit zwingend erforderlich. In diesem Vorhaben werden kaltstartrelevante Material- und Prüfparameter identifiziert und über Materialanpassungen und Optimierung der Betriebsstrategien eine ausreichende Robustheit und Kaltstartresilienz erreicht. Als Ergebnis werden für die Anwender und Zulieferer im Bereich KMU Design Regeln für die Auslegung von Komponenten und die optimale Anpassungen von Randparametern entwickelt, mit deren Hilfe PEM-BZ nach den Vorgaben kaltstartfähig sind und wiederholte Frost-/ Kaltstartzyklen ohne gravierende Schäden überstehen. Als Ergebnis können KMUs geeignete Materialkombinationen und Prozessbedingungen auswählen, die für den Einsatz bei tiefen Temperaturen besonders geeignet sind und zu einer Erhöhung der Lebensdauer führen. Damit können Ausfälle einzelner Zellen vermieden und Frostschäden an mobilen und stationären Systemen gezielt verhindert werden. Die höheren Ansprüche an die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von BZ-Stapeln gerade im Nutzfahrzeugbereich können so erfüllt und Kosten reduziert werden.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über den Projektträger AiF (bis 2023) bzw. DLR im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.