Wasserstoff

Im Rahmen des Projekts »Power-to-Gas« werden auf Basis von Prozesssimulationen drei minimalisierte Konzepte zur Methanisierung von Wind-H₂ und Biogas C0₂ untersucht und validiert.

Die Zielstellung in MMH2P ist die Entwicklung eines portablen, modularen Wasserstoffspeichers. Dieser übernimmt mit dem Cross Dynamic Energy Management (XDEMS) anwendungsabhängig das Betriebs- und Lastmanagement bei Insel- als auch Netzlösungen und agiert als Systemdienstleister.

Ziel ist die Anpassung des Stromverbrauchs von Fabriken an die fluktuierende Stromerzeugung durch Wind und Sonne. Im Rahmen des Projekts »SynErgie« wird dieses innovative Konzept nun in der Modellregion Augsburg getestet.

Mit den im Rahmen des Vorhabens gewonnenen Erkenntnissen wird die Herstellung von großvolumigen Druckbehältern zur Speicherung von Wasserstoff mit Betriebsdrücken von 63 bar ermöglicht. Die Auslegung für einen fünffach höheren Berstdruck gewährleistet einen sicheren und dauerhaften Einsatz.

Alternative Antriebe wie Erdgas (CNG, LNG), Wasserstoff oder Elektromobilität ermöglichen den umweltfreundlicheren Einsatz von Nutzfahrzeugen. Anhand von Anforderungsprofilen und Leistungsdaten werden logistische und wirtschaftliche Einsatzfelder ermittelt.

Im Forschungsprojekt »H2FastCell« entwickelt ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA und vom Campus Schwarzwald gemeinsam mit einem Industriekonsortium eine Roboterzelle für die automatisierte Hochgeschwindigkeitsmontage von Brennstoffzellenstacks.

Industrialisierung der Wasserelektrolyse in Deutschland: Chancen und Herausforderungen für nachhaltigen Wasserstoff für Verkehr, Strom und Wärme.

Ziel des Projektes RhoTech ist die Produktion von Wasserstoff aus Frucht- und Molkereiabfällen mit Hilfe von Purpurbakterien. Das Fraunhofer IPA analysiert die Vermarktungs- und Nachhaltigkeitsperspektiven dieser Verfahren durch die Entwicklung und Bewertung von systemischen Integrationsszenarien

Ziel der  Machbarkeits- und Potenzialstudie ist es Wissen zu schaffen, über die Möglichkeiten und Potenziale der Integration von Biowasserstoff-Prozessen in bestehenden Biogasanlagen in Baden-Württemberg sowie die Möglichkeiten zur CO₂ -Abscheidung und -Speicherung bzw. –Nutzung.

Die Region Schwarzwald will Holzabfälle als lokale Ressource zur dezentralen Herstellung von Biowasserstoff als regenerativem Energieträger erschließen. Hierzu wird das Potenzial von Holzabfällen für die Erzeugung von Wasserstoff und dessen energetische Nutzung untersucht sowie zwei Verfahren zur biotechnologischen Erzeugung von Wasserstoff und Koppelprodukten entwickelt und in einer integrierten Pilotanlage am Campus Schwarzwald demonstriert.

Elektrolyseure werden zur Gewinnung von Wasserstoff benötigt. PEM Elektrolyseure sind wichtige Varianten. Sie sind anodenseitig von dem extrem seltenen Element Iridium abhängig. Ziel des Projektes ist die Reduzierung des Iridium-Gehaltes auf der PEM-Anode bei Beibehaltung der katalytischen Aktivität.

Das Projekt zielt darauf ab, die Demontage von zukünftigen Elektrolyseuren zu automatisieren. Hierfür werden frühzeitig die Anforderungen an einen digitalen Zwilling sowie an die Soft- und Hardware identifiziert. Basierend darauf entwerfen die Projektpartner eine roboterbasierte Demontage und demonstrieren diese für einen Prozessschritt mithilfe eines realen Aufbaus.

Dieselgeneratoren übernehmen in Entwicklungs- und Schwellenländern oft die lokale Stromversorgung – und pusten Millionen Tonnen Treibhausgase in die Atmosphäre. Um diese Emissionen künftig einzusparen, entwickelt ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA gemeinsam mit der CBC GmbH & Co. KG und der Universität Bayreuth derzeit einen Stromgenerator, der mit Wasserstoff betrieben wird.

Ein Forschungsteam vom Fraunhofer IPA und dem Campus Schwarzwald entwickelt gemeinsam mit einem Industriekonsortium eine Roboterzelle für die automatisierte Hochgeschwindigkeitsmontage von Brennstoffzellenstacks. Damit legen sie die Grundlage für die industrielle Massenproduktion dieser emissionsfreien Technologie.

Um Wasserstoffantriebe massentauglich zu machen, muss die Brennstoffzellenproduktion günstig und skalierbar werden. Das Projekt H2GO soll dazu einen Beitrag leisten. Die zentrale Aufgabe der Fraunhofer-Forschenden ist dabei die Entwicklung eines Reinigungsmoduls für die automatisierte Reinigung von Bipolarplatten.

In Kombination mit erneuerbaren Energien kann Wasserstoff fossile Energieträger weitgehend ersetzen und so den Weg zu einer zentralen und dezentralen emissionsfreien Energieversorgung ebnen. Wasserstoff ist vielfältig einsetzbar: Er kann als Kraftstoff in Elektrofahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieben oder als »Range Extender« zur Verlängerung der Reichweite eingesetzt werden.

Ziel des Forschungsprojekts »smartVessel« ist es, die Wartungskosten für Wasserstofftanks zu senken, indem die gesamte Lebensdauer eines Druckbehälters ohne Sicherheitsrisiken ausgenutzt werden kann. Zusätzlich sollen Erkenntnisse gewonnen werden, inwieweit sich der Sicherheitsfaktor reduzieren lässt, ohne das Sicherheitsniveau zu senken.

Mit der breit gefächerten Expertise und der industrienahen Infrastruktur kann das IST im Bereich von Wasserstoff- und Brennstoffzellensystemen auf die Anforderungen und Wünsche von Kunden aus unterschiedlichen Branchen eingehen. Wir unterstützen Sie gerne und freuen uns auf Ihre Kontaktaufnahme.

Technologiespezifisches Design für hochratenfähige Produktionsprozesse.

Wasserstoff ist der Hoffnungsträger für die gesamtgesellschaftlich geforderte Energiewende. Dafür ist jedoch die Entwicklung neuer Produktionstechnologien für hohe Marktvolumina notwendig, insbesondere für Brennstoffzellen als eines der Schlüsselelemente. Ziel des Nationalen Aktionsplans Brennstoffzellen-Produktion ist es z.B. die kostenoptimierte, bedarfsorientierte Serienproduktion skalierbar zu ermöglichen.

Ein wichtiger Teil des Nationalen Aktionsplans Brennstoffzellen-Produktion ist der Verbund Stack2P (Stack to Piece), der die Kreislauffähigkeit von Produktionskonzepten sicherstellen soll. Die Fraunhofer-Institute IWU (am Standort Wolfsburg), IFAM und IKTS bündeln dazu unter Leitung des Fraunhofer IST ihre Kräfte.