Praxistaugliche Ausfallsicherheit erreicht

Direktmethanol-Brennstoffzellen schaffen 20.000 Stunden Dauereinsatz

12. Juni 2013, 12:40 Uhr   |  Hagen Lang

Direktmethanol-Brennstoffzellen schaffen 20.000 Stunden Dauereinsatz
© Forschungszentrum Jülich

Horizontalkommissionierer mit Direktmethanol- Brennstoffzelle

Das Jülicher Institut für Energie- und Klimaforschung hat die Lebensdauer seiner Direktmethanol-Brennstoffzellen (DMFC) im Dauereinsatz auf 20.000 Stunden erhöht. Schafften die ersten Systeme 2002 im Labor nur eine Laufzeit von 50 Stunden, erreichen die Flüssig-Methanol-Zellen mittlerweile das Alter der Fahrzeuge, in denen sie eingesetzt werden.

Speziell für den Einsatz in elektrischen Hubwagen konzipiert, die in Logistikzentren zum Einsatz kommen, hat der Jülicher DMFC-Block (Jülicher Direktmethanol-Brennstoffzellen) den weltweit einzigartigen Bestwert von 20.000 Stunden Lebensdauer erreicht. Wie Prof. Detlef Stolten, Leiter des Jülicher Instituts für Energie- und Klimaforschung, Bereich Elektrochemische Verfahrenstechnik erklärt, hat das System damit »die anfänglichen Erwartungen von 5.000 Stunden deutlich übertroffen. Die Lebensdauer ist wichtig für den wirtschaftlichen Betrieb – die Zellen halten mittlerweile genauso lange wie die Fahrzeuge, für die wir sie entwickelt haben.«

Methanol hat gegenüber Wasserstoff als Brennstoff erhebliche Vorteile, es ist leichter zu handhaben, kann innerhalb weniger Minuten unproblematisch aufgetankt werden und erlaubt größere Reichweiten. Deshalb ist Methanol gut für den Einsatz in Unterbrechungsfreien Stromversorgungsaggregaten (USV) geeignet oder als Ersatz von Batterien in Robotern und Kleinfahrzeugen, die rund um die Uhr im Einsatz sind. Die Jülicher Brennstoffzellen wurden speziell für elektrische Hubwagen konzipiert, die nach 20.000 Betriebsstunden generalüberholt werden müssen.

Sie sind in Logistikzentren rund um die Uhr im Einsatz und sind starken Lastschwankungen ausgesetzt. Ursprünglich erreichten Methanolzellen nur eine Lebensdauer von 50 Stunden. Das in einem Projekt des Bundesministeriums für Wirtschaft geförderte DMFC-System erreicht aus einem Block aus 88 Einzelzellen 1,3 kW. Wegen der starken Lastschwankungen, denen ein Hubwagen ausgesetzt ist, ist das DMFC-System als Hybridsystem ausgelegt, das bei Spitzenlasten von bis zu 7 kW von einer Batterie unterstützt wird. Nachdem die Jülicher Wissenschaftler das Lastprofil eines Hubwagens in einem Umschlagzentrum für Lebensmittel bestimmten, simulierten sie die notwendigen Fahrten, Brems- und Hebevorgänge am Jülicher Prüfstand. Jahre der Optimierungsarbeit haben jetzt ein System geschaffen, das reif für den industriellen Dauereinsatz ist.

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