F&E Schwerpunkte bei HTPEM-MEAs und Brennstoffzellen-Systemen

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1 F&E Schwerpunkte bei HTPEM-MEAs und Brennstoffzellen-Systemen Markus Perchthaler Elcomax GmbH

2 Unternehmensgruppe Schlüsselkomponente MEA (Membran-Elektroden-Einheit mit HTPEM-Technologie) Hocheffiziente Energie Systeme Fokus: Kraft-Wärme-Kopplung 2

3 Unternehmensaufbau Ausbau des Partnernetzwerks für die Elcore 2400 Operativer Start 2007 Akquisition der HTPEM- Technologie von Sartorius Massive Kostenreduktion durch neues Verfahren Gründung der Elcore GmbH für HTPEM- Systemtechnik 2010 Erstes HTPEM Hausenergie- Gerät in Betrieb mit Erdgasreformierung 2011 CE-Zertifizierung der Elcore 2400 und Beginn der Installationen bei Endkunden 2012 Ausbau der Produktionskapazitäten für die Elcore 2400 und die MEA

4 Einzigartige Wertschöpfungstiefe Integrierte Entwicklungsstrategie in der Unternehmensgruppe Ausgangs- material Elcomax Membran, Katalysator, Elektroden, MEA Elcore Stack, Reformer, Systemintegration Anwendungstechnik Höchste Qualität: Ganzheitliche Entwicklung mit Abstimmung aller Komponenten Schnellste Umsetzung: Geringster Overhead und schnellster Entwicklungsfortschritt Niedrigste Kosten: Niedrigste Kostenstrukturen und beste Produktperformance Kunde 4

5 Vliesstoff Metallsalze PBI Polymer Technologie Membranfertigung Kapazität: m²/a PBI Membranrolle als Basisprodukt Die Unternehmensgruppe verfügt über die gesamte Wertschöpfungskette von den Rohstoffen bis zum Gesamtsystem Schlüsselkomponente: HTPEM MEA Elektrodenfertigung Kapazität: m²/y Laminierung der MEA & Anbringen Randdichtung 5

6 Kernkompetenzen - elcomax 6

7 Kernkompetenzen - Elcore 7

8 Unterschied NTPEM zu HTPEM Quelle: VW AG Konzernforschung, Impulse für Programmlinie A3plus, Österreichisches F&E Förderprogramm A3plus, Vorteile der HTPEM-Technologie: Keine Befeuchtung der Reaktionsgase notwendig Einfacheres Wassermanagement (kein flüssiges Wasser) Sehr viel höhere Toleranz gegenüber CO in Anodengas Höhere Qualität der Abwärme (leichter Nutzbar) Geringe Systemkomplexität 8

9 F&E Schwerpunkte - Kosten 9

10 F&E Schwerpunkte - Kosten Massiv verringerte Platin-Menge in der MEA durch optimierte Einbringung und Abscheidung der Katalysatorsalze in die Elektrodenschicht Durch innovativen Herstellprozess konnten Platin- Verluste drastisch gesenkt werden Reduzierte Fertigungskosten und Prozessdurchlaufzeiten 10

11 Cell Voltage/ mv F&E Schwerpunkte Degradation der MEA Dauerbetrieb: Geringe Degradationsraten von 3 µv/h konnten erreicht werden Geringer H 3 PO 4 Verlust durch Anpassung von Elektroden an Membraneigenschaften Start-Stopp Zyklenstabilität: Neuartige Trägermaterialien mit höherer Oxidationsbeständigkeit Thermische Spannungen innerhalb der MEA durch Komponentenauswahl und MEA Design minimiert :00: :00: :00:00 Runtime/ h 11

12 Wärmebedarf Wärmebedarf im Einfamilienhaus Elcore 2400: Dem Brauchwasserbedarf angepasste Wärmeleistung Ganzjähriger Betrieb da Brauchwasserbedarf konstant Im Sommer 100% Wärmeabdeckung: Spitzenlastkessel im Standby Elcore W* jan feb mrz apr mai jun jul aug sep okt nov dez * Inkludiert Pufferspeicher Wärmeverluste Heizung Brauchwasser

13 Auslegung des Systems Elcore 2400 Deckt rund um die Uhr den Grundlastbedarf an Strom und Wärme Garantiert damit die höchsten Einsparungen 14

14 Nachrüstung in bestehende Heizsysteme Spitzenlastbrenner (je nach Isolation) Wärme Heizung Erdgas Wärme Pufferspeicher Brennstoffzelle 300 W elektrisch 600 W thermisch Brauchwasser Strom Netz- Strom Hausnetz 15

15 Entschwefelungskartusche Geräte Architektur Abgas-Anschluss Brennstoffzellenstapel Reformer Wärmeauskopplung Kondensator Gas Pumpe Wasserumwälzpumpe Luftgebläse Ventile Mess- und Steuerelektronik Wechselrichter Anschluss-Box 17

16 Anlagen Beispiele Thüga Partnerschaft: Anlage in Wiesbaden Europäisches Projekt ene.field: Anlage im Westen Münchens 18

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