BeBoP-Projekt: EU-Partner verbessern Nebenkomponenten in BZ-Systemen

Im neuen EU-Projekt BeBoP entwickeln Partner an besseren und günstigeren Komponenten für Brennstoffzellensysteme. Dabei geht es nicht um die Brennstoffzelle selbst, sondern eher um unterstützende Elemente wie Luftkompressoren, Befeuchter und DC/DC-Wandler.

Diese unterstützenden Teile im System werden im Fachjargon auch „Balance of Plant“ genannt, woraus sich der Projektname BeBoP ableitet (kurz für „Beyond state-of-the-art Efficiency by improving Balance of Plant components“). In den Fokus nehmen die Teilnehmer dabei BZ-Systeme für schwere Nutzfahrzeuge und andere Mobilitätsbereiche wie die Luft- und Schifffahrt oder die Schiene. Während seiner dreieinhalbjährigen Laufzeit wollen die Projektteilnehmer unter Leitung von Konsortialführer SINTEF AS eigenen Angaben zufolge „effizientere, kompaktere und zuverlässigere Komponenten entwickeln, die auch den Zustand der Brennstoffzellen überwachen können“.

Neben SINTEF AS aus Norwegen gehören zu dem Konsortium das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (Deutschland), Garrett Motion (Frankreich), Freudenberg Filtration Technologies (Deutschland), Freudenberg Technology Innovation (Deutschland), Silver Atena (Deutschland), FPT Industrial (Italien) und die FPT Motorenforschung AG (Schweiz). Unterstützt wird BeBoP von der Europäischen Union und der Clean Hydrogen Partnership und ihren Mitgliedern, einschließlich einer Zusatzfinanzierung durch das Schweizer Staatssekretariat für Bildung, Forschung und Innovation. Die Laufzeit des Projekts ist auf 42 Monate angelegt und das Gesamtbudget soll bei knapp 4 Millionen Euro liegen.

Durch Innovationen bei Luftkompressor, Befeuchter und DC/DC-Wandler erhoffen sich die Teilnehmer eine bessere und längere Performance des ganzen Systems. Der Luftkompressor stellt in der Regel sicher, dass die Brennstoffzelle ausreichend Luft bzw. Sauerstoff mit dem erforderlichen Betriebsdruck erhält, um Strom zu erzeugen. Der Befeuchter hält die optimale Luftfeuchtigkeit aufrecht, um eine hohe Leistung zu gewährleisten und die Brennstoffzelle vor dem Austrocknen zu bewahren. Und der DC/DC-Wandler passt die Ausgangsspannung auf das gewünschte Niveau an.

Im BeBop-Projekt soll nun ein effizienterer Luftkompressor und ein neuer leichterer und kompakterer DC/DC-Wandler entstehen, der zudem eine Stromverteilungseinheit (PDU) enthält und mit einer Zellüberwachungsfunktion ausgestattet wird. Außerdem will das Projektteam einen neuartigen Luftbefeuchter mit einer Technologie entwickeln, die das Wassermanagement und damit die Gesamtleistung und Lebensdauer des Systems verbessert („indem die Membran des Befeuchters verstärkt und die Luftstromverteilung optimiert wird“).

Die im Wesentlichen von den Komponentenspezialisten Garrett, Freudenberg und Silver Atena zu entwickelnden Lösungen sollen anschließend in Brennstoffzellensystemen des Herstellers FPT oder in einem kurzen Stack des DLR getestet werden. Das DLR und SINTEF werden in das Projekt zudem ihre Modellierungsexpertise einbringen, um sowohl bei der Entwicklung des Brennstoffzellensystems als auch bei der Bestimmung des optimalen Betriebs zu helfen.

Ohnehin sollen Modelle die Entwicklung und das Testen der BoP-Komponenten ergänzen, um die Gesamtziele zu erreichen: „Im Rahmen des Projekts werden Modelle entwickelt, um den Betrieb von BoP-Komponenten der nächsten Generation zu charakterisieren und zu optimieren, um den Stromverbrauch zu minimieren und den Wasserstoffverbrauch von Brennstoffzellensystemen für schwere Nutzfahrzeuge zu reduzieren“, führt das DLR aus. Und weiter: „Indem das Projekt die Skalierung der Komponenten durch europäische Hersteller ermöglicht, bringt es den Brennstoffzellenmarkt einer groß angelegten Einführung […] näher. Im Rahmen des Projekts wird auch das Potenzial für eine Standardisierung des Designs bewertet, um die Industrialisierung zu erleichtern.“

dlr.de