Brennstoffzellenmodul der 5 kw-klasse (BZM5)

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1 Brennstoffzellenmodul der 5 kw-klasse (BZM5) Förderkennzeichen 03BI109 Berlin I Dr. Michael Götz ElringKlinger AG I PEM Brennstoffzellenentwicklung

2 Überblick Brennstoffzellenmodul der 5 kw-klasse/bzm 5 7,7 Mio / Förderung 3,7 Mio Laufzeit

3 Projekt: Ziele Entwicklung eines seriennahen und massenfertigungstauglichen BZ-Moduls mit einer Leistung von P nenn = 3 bis 8 kw el (opt. 30 kw) Entwicklung eines Stacks auf Basis metallischer Bipolarplatten mit Kunststoffendplatte mit integrierter Verspannungseinheit und Systemfunktionalitäten Einhausung des Stacks zum Zweck der thermischen, mechanischen und elektrischen Abschirmung des gesamten Moduls Zertifzierungsfähigkeit gemäß DIN EN und DIN EN und Referenz für zukünftige Weiterentwicklungen

4 Vorgehensweise Entwicklung metallische Stackgeometrie Berücksichtigung der Anforderungen aus dem System Entwicklung geeigneter Flowfieldstrukturen auf Basis bewährter Designkonzepte (Beachtung Umformgrenzen etc.) Funktionsnachweis mit graphitisch gefrästem Testträger in metallischer Geometrie Herstellung Prägewerkzeug, Prägen und Fügen BPP, Assemblierung Stack, Test Dr. Michael Götz, PEM-Brennstoffzellenentwicklung

5 Vorgehensweise Entwicklung metallische Stackgeometrie Prototyp NM5, 80 Zellen Zellpitch 1,5 mm (grafitisch: typisch 3,5-4,5 mm) Leistungsdichte Stapel > 4 kw/l

6 Ergebnisse Vergleich NM5 und NG3 Performance und Druckverlust Luft Identische Performance wie grafitischer Stack NG3 Druckabfall kathodenseitig marginal höher als der Wert für NG3 Stack auch in Niederdruckanwendungen vorteilhaft einsetzbar

7 Ergebnisse NM5 Homogenität der Zellspannungen

8 Ergebnisse Laufender Lebensdauertest: Degradationsrate : 5-6µV/h bei verschiedenen Lasten (40/120/220 A)

9 Status Entwicklung weitere Stackkomponenten Kunststoffendplatte: im spritzgussfähigen Design aus Hochleistungskunststoff gefräst und getestet derzeit Nachweis Lebensdauer derzeit Fertigung Medienmodul NM5 Gehäuse/Abschirmung Titel, Name, Position

10 Ergebnisse Umsetzung Kunststoff-Endplatte: Muster, gefräst volle Performance nachgewiesen komplett passiver Froststart ab -20 C möglich

11 Öffentlichkeitsarbeit NM5-Stack Exponat auf F-cell, Hannover Messe, diversen Messen sowie der Hauptversammlung der ElringKlinger AG Diverse Vorführungen des Stackbetriebs für OEMs bei ElringKlinger und bei den OEMs auf dem Teststand Vorträge (f-cell, Emobil-BW, Workshops ZSW und Fronius 2015 etc.)

12 Stand im internationalen Vergleich Wettbewerber: Ballard Power Systems, Hydrogenics Performance NM5 voll wettbewerbsfähig Integration von Systemfunktionalitäten reduziert Systemkosten Industrielle Herstellung der Stackkomponenten (Bipolarplatte, Endplatte, Medienmodul, Dichtung) bei ElringKlinger Stackbau in serientauglichem Prozess

13 Resümee Nachweis dass Technologie im internationalen Wettbewerb konkurrenzfähig dargestellt werden kann Enge Zusammenarbeit mit nationalen Zulieferern Seit 2014 deutsche Stackplattform realisiert Performance und Lebensdauer bestehen im internationalen Wettbewerb Massenfertigungstauglicher Stack

14 Ausblick NM5 wird als Referenz sowie als Testplattform für Komponenten dienen Weiterentwicklung Fertigungstechnologie / Automatisierung Stack NM5 als Basis für zukünftige Produktentwicklungen

15 Ausblick Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Wir danken dem BMWi, dem BMVBS und der NOW für die Unterstützung!

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