Brennstoffzellen werden seit den 1990er Jahren als die Zukunftstechnologie für stationäre und mobile Anwendungen am Energiemarkt angekündigt, da sie eine hoch effiziente Stromerzeugung durch chemische Umwandlung ermöglichen. Bei der Stromerzeugung entstehen zudem keine Abgase, sondern Wasser. Die Einführung der Technologie abseits von Nischenanwendungen wurde jedoch immer wieder verschoben. Dadurch hat sich die Brennstoffzellentechnologie in den vergangenen zwei Jahrzehnten den Ruf des "ewigen Talentes" erworben.
Die Marktreife der Technologie hat in den vergangenen Jahren in einigen Bereichen deutlich zugelegt: SOFC (Solid Oxide Fuell Cell)-Hochtemperatur-Brennstoffzellen werden bereits als Energiewandler zur elektrischen Standklimatisierung von Fahrgastzellen bei LKWs in den USA eingesetzt. PEMFC (Proton Exchange Fuel Cell)- Niedertemperatur-Brennstoffzellen ersetzen als Back-up-Systeme bereits Dieselgeneratoren. DMFC (Direct Methanol Fuel Cells) finden in Europa als Ladegeräte für Batterien in Freizeitmobilen und Behördenfahrzeugen Verwendung.
Die Vorteile von Brennstoffzellen für die Elektromobilität sind seit langem bekannt und bieten eine perfekte Ergänzung zu den Batteriefahrzeugen. Die Systemkosten für die Stromerzeugung und Energiespeicherung sind im Vergleich zu Batteriefahrzeugen deutlich geringer und die Reichweite der Fahrzeuge erheblich größer. PEM (Proton Exchange Membran)-Niedertemperatur-Brennstoffzellen, die zukünftig verstärkt im PKW-Antriebsstrang eingesetzt werden sollen, werden derzeit z.B. in der Mercedes-Benz B-Klasse "F-CELL" im Kundeneinsatz erprobt. Die "F-CELL" B-Klasse wird mit einer Reichweite von 400 km angegeben. In einigen Städten wird parallel zur Fahrzeugentwicklung und -Erprobung eine Infrastruktur zur Betankung von Brennstoffzellenfahrzeugen mit Wasserstoff aufgebaut, in Karlsruhe beispielsweise am Karlsruher Institut für Technologie KIT und auf dem Gelände der EnBW. "Die Marktvorbereitung der Wasserstoffmobilität ist ein wesentlicher Bestandteil des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP). Brennstoffzellenfahrzeuge und Wasserstoffbetankungsinfrastruktur werden in diesem Programm umfassenden Alltagstests unterzogen. Heute können wir sagen, dass die Produkte in Sachen technische Funktionsfähigkeit und Verlässlichkeit den Kundenwünschen entsprechen", sagt Thorsten Herbert, NOW-Programmleiter Verkehr. Die NOW Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie ist für die Umsetzung des NIP verantwortlich.
Die Energieversorgung von Smartphones, Laptops und Tablet-PCs stellt einen ständig wachsenden und extrem großen Markt dar. Brennstoffzellensysteme, z.B. auf Basis der DMFC oder der DEFC (Direct Ethanol Fuel Cell) übertreffen die Kapazität konventioneller Batterien bei weitem und lassen sich zudem unterwegs nachtanken, ähnlich der Betriebsweise eines Benzinfeuerzeuges.
In Bezug auf die installierbare Leistung stellen die stationären Anwendungen den größten Einsatzbereich für Brennstoffzellen dar. Der Vorteil von Brennstoffzellen ist die Skalierbarkeit der Systeme und damit die Möglichkeit des Maßschneiderns auf die jeweilige Anwendung. Im stationären Bereich haben sowohl Niedertemperatur-Brennstoffzellen (PEMFC, PAFC) sowie die Hochtemperatur-Brennstoffzellen (MCFC, SOFC) ein hohes Potenzial. NT-Brennstoffzellen benötigen einen externen Reformer um z. B. mit Erdgas betrieben zu werden, HT-Brennstoffzellen können bestimmte kohlenstoffhaltige Energieträger auch direkt nutzen wobei die MCFC besondere Vorteile für die Nutzung mit Bio- oder Deponiegas bietet. Stationäre Systeme werden derzeit zur Energieversorgung mittels Kraft-Wärme-Kopplung für eine dezentrale Energieversorgung entwickelt. In Deutschland sollen mehr als 600 Systeme bei Privatkunden im Rahmen des Callux Projektes, installiert werden, 300 sind bereits im Betrieb und sollen die Markteinführung vorbereiten. Das Callux-Projekt wird durch das NIP gefördert und ist derzeit bundesweit der größte Praxistest von Brennstoffzellen-Heizgeräten fürs Eigenheim.
Die Wasserelektrolyse, die eine Umkehrung des Prozesses in der Brennstoffzelle darstellt, erfährt als zukunftweisende Technologie im Rahmen der Energiewende eine besondere Beachtung .Sie wird als eine Lösung zur elektrochemischen Speicherung der elektrischen Energie aus intermittierenden erneuerbaren Energien betrachtet. Die Forschungsaktivitäten in diesem Bereich zielen auf eine Erhöhung des Wirkungsgrades (z.B. durch Hochtemperaturwasserelektrolyse), der Verlängerung der Lebensdauer unter dynamischen Bedingungen und der Kostenreduzierung des ganzen Systems einschließlich der Wasserstoffspeicherung.
Die Rolle der Brennstoffzellen- und Elektrolysentechnologie für die zukünftige Energieversorgung und Energiewandlung sowie die damit verbundenen Forschungs- und Entwicklungsaufgaben werden vom 16.-18. April 2013 auf der "5th international conference on Fundamentals and Developments of Fuel Cells" in Karlsruhe erörtert. Das European Institute for Energy Research EIFER und das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie organisieren die diesjährige Konferenz, zu der 350 internationale Experten erwartet werden. Frankreich und Deutschland sind technologisch in der weltweiten Spitzengruppe, Forscher aus diesen beiden Nationen bilden den größten Anteil der insgesamt über 250 wissenschaftlichen Beiträge, die in Form von Vorträgen und Postern auf der Konferenz vorgestellt und diskutiert werden.
Elektrochemische Fragestellungen, neueste Material- und Komponentenentwicklung von Membranen, Elektroden, Bipolarplatten, Beschichtungen und Elektrolyten, Charakterisierung von Materialien und Systemen, Stackentwicklung und deren großserienfähige Fertigungsverfahren sowie die Integration der Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologien in Energiesysteme bilden einige der Schwerpunkte der Konferenz. Begleitend zeigen 8 Firmen neueste Technologien, unter anderem wird der Mercedes Benz F-Cell basierend auf der B-Klasse zu sehen sein sowie ein Simulationsmodell, das die Kopplung von Elektrolyse und Brennstoffzelle darstellt.
Brennstoffzellen haben den Sprung von der Talentschmiede in die Serienanwendung geschafft, dies wird eindrucksvoll an der 5. FDFC-Konferenz in Karlsruhe demonstriert.
Weitere Informationen zur Konferenz unter http://fdfc2013.eifer.uni-karlsruhe.de/...
European Institute for Energy Research EIFER
Ten years ago EDF and the University of Karlsruhe (now Karlsruhe Institute of Technology KIT) decided to establish a joint research institute in Karlsruhe devoted to energy and the environment, called EIFER the European Institute for Energy Research. The first EDF R&D center created outside France and complementing the significant assets of EDF Research & Development, EIFER's mission is to develop strong connections with German academic institutions and to build a high level network of German and European partners.
EIFER benefits from the combined resources of EDF's research staff of 2000 as well as KIT's 8000 researchers and 18,000 students. EIFER is a widely recognized research institute, with more than 110 employees from 14 different nationalities, developing a multidisciplinary expertise around the topics of "Sustainable Cities" and "Distributed Energy" and "Energy Systems Analysis", together with high level scientific and industrial partners, and contributing to several national and European public funded projects.
Contributing to « Sustainable City Engineering » through developing tools and integrated approaches, developing local energy concepts and solutions through technological development, case studies and field trials, while analyzing the interactions within energy systems, EIFER helps to pave the way for the future of energy.
Die Marktreife der Technologie hat in den vergangenen Jahren in einigen Bereichen deutlich zugelegt: SOFC (Solid Oxide Fuell Cell)-Hochtemperatur-Brennstoffzellen werden bereits als Energiewandler zur elektrischen Standklimatisierung von Fahrgastzellen bei LKWs in den USA eingesetzt. PEMFC (Proton Exchange Fuel Cell)- Niedertemperatur-Brennstoffzellen ersetzen als Back-up-Systeme bereits Dieselgeneratoren. DMFC (Direct Methanol Fuel Cells) finden in Europa als Ladegeräte für Batterien in Freizeitmobilen und Behördenfahrzeugen Verwendung.
Die Vorteile von Brennstoffzellen für die Elektromobilität sind seit langem bekannt und bieten eine perfekte Ergänzung zu den Batteriefahrzeugen. Die Systemkosten für die Stromerzeugung und Energiespeicherung sind im Vergleich zu Batteriefahrzeugen deutlich geringer und die Reichweite der Fahrzeuge erheblich größer. PEM (Proton Exchange Membran)-Niedertemperatur-Brennstoffzellen, die zukünftig verstärkt im PKW-Antriebsstrang eingesetzt werden sollen, werden derzeit z.B. in der Mercedes-Benz B-Klasse "F-CELL" im Kundeneinsatz erprobt. Die "F-CELL" B-Klasse wird mit einer Reichweite von 400 km angegeben. In einigen Städten wird parallel zur Fahrzeugentwicklung und -Erprobung eine Infrastruktur zur Betankung von Brennstoffzellenfahrzeugen mit Wasserstoff aufgebaut, in Karlsruhe beispielsweise am Karlsruher Institut für Technologie KIT und auf dem Gelände der EnBW. "Die Marktvorbereitung der Wasserstoffmobilität ist ein wesentlicher Bestandteil des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP). Brennstoffzellenfahrzeuge und Wasserstoffbetankungsinfrastruktur werden in diesem Programm umfassenden Alltagstests unterzogen. Heute können wir sagen, dass die Produkte in Sachen technische Funktionsfähigkeit und Verlässlichkeit den Kundenwünschen entsprechen", sagt Thorsten Herbert, NOW-Programmleiter Verkehr. Die NOW Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie ist für die Umsetzung des NIP verantwortlich.
Die Energieversorgung von Smartphones, Laptops und Tablet-PCs stellt einen ständig wachsenden und extrem großen Markt dar. Brennstoffzellensysteme, z.B. auf Basis der DMFC oder der DEFC (Direct Ethanol Fuel Cell) übertreffen die Kapazität konventioneller Batterien bei weitem und lassen sich zudem unterwegs nachtanken, ähnlich der Betriebsweise eines Benzinfeuerzeuges.
In Bezug auf die installierbare Leistung stellen die stationären Anwendungen den größten Einsatzbereich für Brennstoffzellen dar. Der Vorteil von Brennstoffzellen ist die Skalierbarkeit der Systeme und damit die Möglichkeit des Maßschneiderns auf die jeweilige Anwendung. Im stationären Bereich haben sowohl Niedertemperatur-Brennstoffzellen (PEMFC, PAFC) sowie die Hochtemperatur-Brennstoffzellen (MCFC, SOFC) ein hohes Potenzial. NT-Brennstoffzellen benötigen einen externen Reformer um z. B. mit Erdgas betrieben zu werden, HT-Brennstoffzellen können bestimmte kohlenstoffhaltige Energieträger auch direkt nutzen wobei die MCFC besondere Vorteile für die Nutzung mit Bio- oder Deponiegas bietet. Stationäre Systeme werden derzeit zur Energieversorgung mittels Kraft-Wärme-Kopplung für eine dezentrale Energieversorgung entwickelt. In Deutschland sollen mehr als 600 Systeme bei Privatkunden im Rahmen des Callux Projektes, installiert werden, 300 sind bereits im Betrieb und sollen die Markteinführung vorbereiten. Das Callux-Projekt wird durch das NIP gefördert und ist derzeit bundesweit der größte Praxistest von Brennstoffzellen-Heizgeräten fürs Eigenheim.
Die Wasserelektrolyse, die eine Umkehrung des Prozesses in der Brennstoffzelle darstellt, erfährt als zukunftweisende Technologie im Rahmen der Energiewende eine besondere Beachtung .Sie wird als eine Lösung zur elektrochemischen Speicherung der elektrischen Energie aus intermittierenden erneuerbaren Energien betrachtet. Die Forschungsaktivitäten in diesem Bereich zielen auf eine Erhöhung des Wirkungsgrades (z.B. durch Hochtemperaturwasserelektrolyse), der Verlängerung der Lebensdauer unter dynamischen Bedingungen und der Kostenreduzierung des ganzen Systems einschließlich der Wasserstoffspeicherung.
Die Rolle der Brennstoffzellen- und Elektrolysentechnologie für die zukünftige Energieversorgung und Energiewandlung sowie die damit verbundenen Forschungs- und Entwicklungsaufgaben werden vom 16.-18. April 2013 auf der "5th international conference on Fundamentals and Developments of Fuel Cells" in Karlsruhe erörtert. Das European Institute for Energy Research EIFER und das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie organisieren die diesjährige Konferenz, zu der 350 internationale Experten erwartet werden. Frankreich und Deutschland sind technologisch in der weltweiten Spitzengruppe, Forscher aus diesen beiden Nationen bilden den größten Anteil der insgesamt über 250 wissenschaftlichen Beiträge, die in Form von Vorträgen und Postern auf der Konferenz vorgestellt und diskutiert werden.
Elektrochemische Fragestellungen, neueste Material- und Komponentenentwicklung von Membranen, Elektroden, Bipolarplatten, Beschichtungen und Elektrolyten, Charakterisierung von Materialien und Systemen, Stackentwicklung und deren großserienfähige Fertigungsverfahren sowie die Integration der Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologien in Energiesysteme bilden einige der Schwerpunkte der Konferenz. Begleitend zeigen 8 Firmen neueste Technologien, unter anderem wird der Mercedes Benz F-Cell basierend auf der B-Klasse zu sehen sein sowie ein Simulationsmodell, das die Kopplung von Elektrolyse und Brennstoffzelle darstellt.
Brennstoffzellen haben den Sprung von der Talentschmiede in die Serienanwendung geschafft, dies wird eindrucksvoll an der 5. FDFC-Konferenz in Karlsruhe demonstriert.
Weitere Informationen zur Konferenz unter http://fdfc2013.eifer.uni-karlsruhe.de/...
European Institute for Energy Research EIFER
Ten years ago EDF and the University of Karlsruhe (now Karlsruhe Institute of Technology KIT) decided to establish a joint research institute in Karlsruhe devoted to energy and the environment, called EIFER the European Institute for Energy Research. The first EDF R&D center created outside France and complementing the significant assets of EDF Research & Development, EIFER's mission is to develop strong connections with German academic institutions and to build a high level network of German and European partners.
EIFER benefits from the combined resources of EDF's research staff of 2000 as well as KIT's 8000 researchers and 18,000 students. EIFER is a widely recognized research institute, with more than 110 employees from 14 different nationalities, developing a multidisciplinary expertise around the topics of "Sustainable Cities" and "Distributed Energy" and "Energy Systems Analysis", together with high level scientific and industrial partners, and contributing to several national and European public funded projects.
Contributing to « Sustainable City Engineering » through developing tools and integrated approaches, developing local energy concepts and solutions through technological development, case studies and field trials, while analyzing the interactions within energy systems, EIFER helps to pave the way for the future of energy.
