Vor dem Hintergrund, dass der Einsatz von DMFCs (direct methanol fuel cells, Direktmethanol-Brennstoffzellen) für kleine, mobile Anwendungen beispielsweise im Bereich Materialhandling als Ersatz für Bleibatterien kurzfristig bis mittelfristig interessant erscheint, hat das IEF-3 (Institut für Energieforschung - Brennstoffzellen, Jülich) auf deren Erforschung und Entwicklung einen deutlichen Schwerpunkt gesetzt. Die Arbeiten reichen von der Untersuchung der elektrochemischen Reaktionen an optimierten Elektrodenstrukturen, der Charakterisierung von neuen Membranen, der Optimierung von Zellkomponenten wie der MEA (Membran-Elektroden-Einheit) oder Verteilerstruktur und deren Herstellungsmethoden, der Charakterisierung von MEAs bis zur Stack- und Systementwicklung. Eine Marktstudie ergab, dass der Einsatz eines DMFC Systems in der kW-Klasse die besten Chancen auf eine kommerzielle Realisierung in der Applikation eines Horizontal-Kommissionierers hat. Im Rahmen eines F&E-(Forschung und Entwicklung)-Projektes sollen Brennstoffzellen-Energiesysteme auf der Basis von Direktmethanol-Brennstoffzellen für Horizontal-Kommissionierer entwickelt und erprobt werden. Voraussetzung für den Markteintritt solcher Systeme ist nicht nur eine hohe Leistungsdichte und Langzeitstabilität, sondern auch ein zu bestehenden Techniken vergleichbares Kostenniveau. Für einen wirtschaftlichen Einsatz ist insbesondere noch F&E in Hinsicht auf Dauerhaltbarkeit des Stacks sowie die Steuerungsstrategie und die Hybridisierung des DMFC-Energiesystems durchzuführen. Die größten Herausforderungen für die Prototypenentwicklung sind Langzeitstabilität, Wasserautarkie und Hybridisierung. Auf dem Weg zur Entwicklung seriennaher DMFC-Systeme wurde 2007 ein Flurförderfahrzeug (Horizontalkommissionierer) im Rahmen einer Konzeptstudie mit einem DMFC-System aufgebaut und getestet. Es wurde gezeigt, dass die im Scooter JuMOVe2 entwickelte Technologie auf den Kommissionierer übertragbar ist und dass durch ein optimiertes System-Packaging das komplette DMFC-System in den vorgegebenen Bauraum des Batterietroges integriert werden konnte. Um den extremen Leistungsanforderungen mit bis zu 5 kW Peakleistung aus dem Kommissionierbetriebszyklus für Anfahren und Bremsen gerecht zu werden, wurden für die Hybridisierung des 1,6 kW DMFC-Stacks hochstromfähige Bleiakkumulatoren integriert.
Direktmethanol-Brennstoffzellensysteme - eine Option für Flurförderfahrzeuge
2008
13 Seiten, 10 Bilder, 1 Tabelle, 6 Quellen
Conference paper
German
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