Wir unterstützen die Entwicklung von Membran-Brennstoffzellensystemen in portablen, stationären und mobilen Anwendungen durch die Charakterisierung von Einzelzellen, Zellstapeln sowie Systemen. Außerdem testen wir Peripherie- und Zellkomponenten unter extremen Klimabedingungen und in Bezug auf ihre elektrochemische Beständigkeit.
In Ergänzung zu unserer Forschung und Entwickung zum Thema Brennstoffzellensysteme bieten wir unseren Kunden Charakterisierungsdienstleistungen in unserem Laborzentrum:
Im »Zentrum für Elektrolyse, Brennstoffzellen und Synthetische Kraftstoffe« werden Komponenten und Subsysteme der Wasserstofftechnologie in den Bereichen PEM-Elektrolyse, PEM-Brennstoffzellen (besonders für die automobile Anwendung), Power-to-Gas (PtG) und Power-to-Liquid bzw. auch Power-to-Chemicals getestet und mit wissenschaftlich fundierten Methoden charakterisiert.
Seit Mitte der 1990er Jahre entwickeln wir Nieder- und Hochtemperatur-Membranbrennstoffzellen und Direktmethanolbrennstoffzellen. Unsere Arbeiten reichen von der Simulation, Charakterisierung, Zellentwicklung, Stackdesign bis hin zu komplett automatisierten Knopfdruck-Systemen. Einige Beispiele unserer Entwicklungen sind hier abgebildet:
Mitte der 1990er Jahre: Wir entwickelten die Streifenmembran-Brennstoffzelle, bei der die einzelnen Zellen in einer Ebene seriell verschaltet werden. Diese Entwicklung wurde für den Deutschen Zukunftspreis nominiert.
2000: In Zusammenarbeit mit der Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) wurde eine Mikrobrennstoffzelle entwickelt. Durch mikrostrukturierte Strömungskanäle konnte auf Gasdiffusionslagen verzichtet werden.
2002: In einer Demonstrationsanwendung für einen handelsüblichen Camcorder wurde der Akkumulator durch ein komplett integriertes und miniaturisiertes Brennstoffzellensystem ersetzt.
2002: Präsentation des weltweit ersten, in einen Laptop integriertes Brennstoffzellensystem. Koordiniert vom LG Technology Center Europe haben wir in Kooperation mit dem CETI Clean Energy Technologies Inc. und LG Caltex Oil ein Demonstrationssystem entwickelt. Im gleichen Jahr wurde eine Prototypentwicklung für General Atomics (USA) erfolgreich abgeschlossen: eine flache Brennstoffzelle zur Integration hinter das Display eines Laptops.
2003: Gemeinsam mit Ambient Recording haben wir die HyCam vorgestellt - eine Brennstoffzelle für eine professionelle TV-Kamera.
2004: Die Powerbox wurde im Auftrag von Masterflex entwickelt: im Vordergrund stand die Energieversorgung für ein mobiles Büro. Die Brennstoffzellen-Powerbox verfügt über eine Leistung von 50 W.
2005: Zusammen mit einem mittelständischen Konsortium entwickelten wir ein Brennstoffzellensystem für den Einsatz auch bei extremen Temperaturbedingungen. Das System kann in einem weiten Temperaturbereich von -20 °C bis +40 °C zuverlässig gestartet, betrieben und gestoppt werden.
2007: Brennstoffzellensystem als Energieversorgung für einen mobilen Roboter. Das Brennstoffzellensystem hat eine Leistung von 350 Wel und wird aus zwei Metallhydridspeichern mit Wasserstoff versorgt.
2009: Mit einem mittelständischen Firmenkonsortium und in enger Zusammenarbeit mit FWB Kunststofftechnik entwickelten wir ein 2 W Direktmethanol-Brennstoffzellensystem in das vier Module spritzgegossener Mikrobrennstoffzellen integriert wurden. Die Mikrobrennstoffzellen werden rein diffusiv mit Luft versorgt. Mit dem System kann ein Ortungssystem zum Containertracking mehrere Wochen mit Strom versorgt werden.
2010: Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzellenstapel mit patentierter Anpressvorrichtung.
2011: Montageoptimierter Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellenstapel mit Kühlkörpern.
2011: Zusammen mit unseren Partnern bebro electronic, Chemetall, DMT, Freudenberg FCCT und TU Bergakademie Freiberg entwickelten wir ein außentaugliches, portables Brennstoffzellensystem mit einer Leistung von 100 Wel, das im Temperaturbereich von -15 °C bis +50°C start- und einsatzfähig ist.
2012: In einer Fraunhofer-internen Entwicklung realisierten wir eine Fahrradrikscha mit einem Antrieb auf Basis einer Hochtemperatur-Membranbrennstoffzelle in Kombination mit einem Metallhydridspeicher des Fraunhofer IFAM.
2013: Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellensystem mit einer Leistung von 1,5 kWel für eine autonome und außentaugliche Energieversorgung.
2015: Charakterisierung von segmentierten (automobilen) Brennstoffzellen hinsichtlich ihrer lokalen Leistungseigenschaften mit Hilfe unserer 68-Kanal-Impedanzspektroskopie. Mit dieser Methode lässt sich das Zelldesign sowie die Betriebsstrategie optimieren.
zum Thema Brennstoffzellensysteme, gehalten auf der Hannover Messe Industrie 2015, 2016 und 2017, Fachausstellung Hydrogen & Fuel Cells & Batteries von H2FC-Fair.
Bitte sprechen Sie uns an, wenn Sie unsere Patente nutzen oder verwerten möchten! Nachfolgend finden Sie unsere bereits erteilten Patente.
Weitere Patente befinden sich in Anmeldung.
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
