Die Hannover Messe 2012 war auch dieses Jahr wieder ein voller Erfolg - mit 5.000 Unternehmen aus 69 Ländern. Auch das Institut für Technische Thermodynamik des DLRs Stuttgart präsentierte sich auf der größten und wichtigsten europäischen H2+FC Ausstellungsplattform in Halle 27. Gleich auf drei Flächen zeigte das Institut seine Kompetenzen in der Elektrolyse und der Brennstoffzellenforschung und präsentierte seine Aktivitäten, die von Zelldesign, Herstellverfahren und Diagnostik bis hin zu kompletten Systemen und Demonstration reichen.
Alkalische Wasserelektrolyse
Auf der Hauptfläche des Instituts war v.a. der in Betrieb genommene Elektrolyseur Anziehungspunkt für Besucher und Besuchergruppen. Hierbei lag der Fokus besonders in der Elektrodenentwicklung, die anhand einer separat ausgestellten plasmabeschichteten Elektrode gezeigt wurde. Die alkalische Wasserelektrolyse, die mit regenerativen Energien gekoppelt wird, soll effizient, kostengünstig und langzeitstabil bei intermittierendem Betrieb sein. Das DLR hat für Anoden und Kathoden Beschichtungen auf der Basis von Raney-Nickel entwickelt, die diese Anforderungen erfüllen. Im Rahmen des EU-Projekts RESelyser mit VITO, Hydrogenics Europe und Risoe DTU wird ein neuer, hocheffizienter alkalischer Druck-Elektrolyseur, der mit erneuerbaren Energiequellen genutzt werden kann, mit einem fortschrittlichen Membrankonzept, effizienten Elektroden und einem neuen Zelldesign entwickelt.
Diagnostik - Messtechnik zur Stromdichte
Weiter wurde ein Exponat der von der DLR entwickelten Messtechnik ausgestellt, um die Messungen von Stromdichte- , Temperatur- und Elektrochemische Impedanzverteilung visuell anhand der Stromdichte zu demonstrieren. Dieses diagnostische Werkzeug stellt eine entscheidende Unterstützung bei dem effizienten Einsatz von Brennstoffzellen und der optimierten Nutzung dar.
Batterietechnik für mobile Energiespeicher
An dem Batterieteststand konnten direkt auf der Messe die Kompetenzen der Fachgruppe Batterietechnik im Bereich Batteriesysteme wie Lithium-Schwefel, Lithium-Luft sowie Lithium-Ionen-Batterien hands-on getestet werden. Dieses Forschungsfeld befindet sich in einem starken Aufschwung, da es das Potenzial für höchste Kapazität (Energiedichte) aufweist und für die immer stärker diskutierte und von der Politik geforderte Elektromobilität und Energiespeicherung von grundlegender Wichtigkeit ist. Generell bilden mobile Energiespeicher die Grundlage für zukunftsweisende Antriebssysteme bei Fahrzeugen mit Hybridantrieb (HEV), bei vollständig elektrisch angetriebenen Fahrzeugen (EV), aber auch für die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie.
Emissionsfreier Flugbetrieb am Boden
Auf einer Zusatzfläche wurde, als Synonym für emissionsfreien Flugzeugbetrieb am Boden, aus dem Bereich elektrochemische Energiesysteme (TT) das flugqualifizierte Brennstoffzellensystem und das dazugehörige, in Zusammenarbeit mit dem Institut für Fahrzeugkonzepte des DLR Stuttgarts entwickelte elektrische Bugrad, präsentiert. In Zusammenarbeit mit Airbus und Lufthansa Technik entwickelte und testete das DLR eine Kombination aus brennstoffzellenbasierter Bordstromversorgung und elektrischem Bugradantrieb, die ihre Praxistauglichkeit in vielbeachteten Rollversuchen des DLR-Forschungsflugzeuges Airbus A320 ATRA bewiesen hat. Simulationsrechnungen zeigen: allein am Flughafen Frankfurt könnten durch Einsatz dieser Technologie jährlich 16.000t Kerosin eingespart und damit fast 50.000t CO2 vermieden werden. Ebenso war auf dieser Fläche auch das Flugzeugmodell ATRA vom DLR ausgestellt.
CO2 freies Fliegen
Effektvoll in Szene gesetzt war auf einer Fläche von 352qm die Antares DLR-H2: auf einem blinkenden Rollfeldteppich war das weltweit erste bemannte und ausschließlich mit Brennstoffzellen angetriebene Flugzeug ein Magnet für Besuche aus Politik und Wirtschaft. Die DLR-H2 steht kurz vor ihrer Deutschlandtour, wo sie im September quer durch Deutschland von Hamburg bis Stuttgart mit ihrem weiter entwickelten Brennstoffzellenantrieb – eine neue Generation von Niedertemperatur-Brennstoffzellen - vorgestellt wird.
Plasmabrenner auf dem Technologiemarketing-Stand
Zu guter Letzt: In der Halle 2 präsentierte sich das Institut wieder beim DLR Technologiemarketing mit seinem induktiv gekoppelten Plasmabrenner. Dieser zeichnet sich - im Vergleich zu bisher kommerziell erhältlichen HF-Plasmabrennern - dadurch aus, dass die Blindleistungsverluste reduziert werden und die dem Plasma zur Verfügung stehende Energie sich erhöht. Maßnahmen dazu sind eine verbesserte Einkopplung durch einen größeren Spulenquerschnitt, eine höhere Positionsgenauigkeit der Spule und eine bessere Stromtragfähigkeit des Systems. Für die industrielle Anwendung ist vor allem eine effiziente Umsetzung der elektrisch eingebrachten zur ins Material eingekoppelten Leistung wichtig.
Für Unternehmen und Institutionen ist eine unterbrechungsfreie, oft auch mobile Stromversorung von entscheidender Bedeutung. In diesem Jahr bot das Brennstoffzellen-Fachforum f-cell in Stuttgart f-cell eine Plattform für die reiche Bandbreite der Elektromobilität. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) präsentierte zu diesem Thema sein mit DMT produktentwicklung AG entwickeltes MobilE-Pack sowie 100 Watt starkes Kompaktsystem.
Mobile Stromversorgung
Das am Institut für Technische Thermodynamik entwickelte MobilE-Pack ist für eine mobile, netzunabhängige Stromversorgung im Leistungsbereich zwischen 300 und 1.00 Watt entwickelt worden. Einsatzbereich sind z.B. in der Notfallmedizin, auf Baustellen oder bei Sicherheits- und Überwachungsanwendungen. Untergebracht ist das Hybridsystem, bei dem die Brennstoffzelle eine Batterie nachlädt, in einem Metallkoffer von der Größe einer handlichen, leichten Transportkiste. Vorteil dieser Technik ist, dass die Brennstoffzelle auf einem konstanten Level fahren kann und damit langlebiger wird.
Längere Stomversorgung
Um die Reichweite eine Acht-Personen-Solarbootes zu erweitern, wurde ein 100 Watt starkes Kompaktsystem mit Direktmethanol-Brennstoffzell (DMFC) das kleiner, leichter und kostengünstiger ist als bisher eingebaut. Mit dem Einbau dieses Kompaktsystems als Batterieextender stellen die DLR-Wissenschaftler am Institut für Technische Thermodynamik das Aufladen der Batterie auch bei schlechtem Wetter sicher.
Kleine Brennstoffzellensysteme sind als Batterieergänzung oder -ersatz eine interessante Alternative für zahlreiche Anwendungsgebiete - vom kleinen Elektrofahrzeug bis hin zur Bordstromversorgung im Wohnmobil. Dabei handelt es sich um Brennstoffzellen, die mit relativ niedrigen Temperaturen arbeiten und als Brennstoff Methanol verwenden, sogenannte Direktmethanolbrennstoffzellen.
Seit einem Jahrzehnt ist das Brennstoffzellen-Fachforum f-cell in Stuttgart der Treffpunkt für mehr als 700 Branchenspezialisten aus über 20 Nationen. Von Brennstoffzellen - bis hin zu rein batterieelektrischen Antrieben wurden alle Lösungsansätze für die zukünftige nachhaltige Mobilität diskutiert
Insgesamt nahmen an dem Kongress und der Messe 850 Personen teil. Das DLR leistet mit sechs Vorträgen einen wichtigen Beitrag und stellte zwei Chairmen. Die DLR-Mitarbeiter Dr. Rudolf Henne wurde für seine jahrzehntelange Treue als Teilnehmer bei der f-cell und Werner Hoyer für seine jahrzehnte lange Treue als Aussteller ausgezeichnet: .An der diesjährigen f-cell Exkursion am 29. 09.2010, die auch zum Institut für Technische Thermodynamik führte, nahmen 28 Personen aus acht Ländern teil.