Wasserstoffspeicher, der aus hochgradig porösen Materialien besteht, an denen der Wasserstoff angelagert werden kann.
Wasserstoffspeicher, der aus hochgradig porösen Materialien besteht, an denen der Wasserstoff angelagert werden kann.
Gewährleistet die Zufuhr der PEM-Brennstoffzellen mit Wasserstoff als Brennstoff, inklusive der Druckregulierung und der Rezirkulation überschüssigen Wasserstoffs
Gesamtheit der Systeme, die die für den Betrieb einer Brennstoffzelle notwendigen Komponenten konsolidiert – etwa des Kühl-, Anoden-, und Kathodenkreislaufs. Der Anodenkreislauf stellt die Versorgung der Brennstoffzelle mit dem Brennstoff (Wasserstoff) und der Kathodenkreislauf die Versorgung mit Sauerstoff sicher.
Kernkomponente der Brennstoffzelle, die für die Zufuhr der Reaktionsgase und die Abfuhr des Wasserprodukts über eingelassene Strömungskanäle sorgt. Bei serienverschalteten Zellen (siehe „Fuel Cell Stack“) wird das System mit Hilfe der Bipolarplatte gekühlt, die eine elektrische Leitfähigkeit, Gasdichtigkeit, Korrosionsstabilität und mechanische Stabilität erfordert. Diese Anforderungen erfüllen metallische Bipolarplatten aus Edelstahl, die mit einem Korrosionsschutz beschichtet sind, oder Grafit-Kunststoff-Composite-Bipolarplatten. Meistens werden Bipolarplatten aus jeweils zwei Bipolarhalbplatten gefügt.
Elektrochemischer Energiewandler, der die chemische Energie eines Brennstoffs – häufig Wasserstoff – kontinuierlich und direkt in elektrische Energie umwandelt
Bestandteile einzelner galvanischer Zellen. Bei der Polymerelektrolytmembran (PEM)-Brennstoffzelle besteht der sandwichartige Aufbau aus jeweils zwei Bipolarhalbplatten, zwei Gasdiffusionslagen und einer katalysatorbeschichteten Membran in der Mitte der Zelle.
Gesamtheit aller Bestandteile von Stack und BoP-Komponenten.
System zur Überwachung der Spannung jeder einzelnen Zelle zur Sicherstellung der einwandfreien Funktion der gesamten Brennstoffzelle
Brennstoffzelle, die Methanol als Brennstoff verwendet und in kleinen mobilen Anwendungen sowie zur Off-Grid-Stromerzeugung genutzt wird. Als Vorteil gilt ihre einfachere Speichermöglichkeit des Methanols gegenüber Wasserstoff, wobei jedoch die Toxizität von Methanol zu berücksichtigen ist. Durch die Verwendung von Methanol entsteht zusätzlich zum Wasser CO2 als Produkt. Der Aufbau und die verwendeten Materialien der DMFC sind nahezu analog zur PEM-Brennstoffzelle.
Abkehr von konventionellen Antrieben und Wechsel zur Elektromobilität mit dem Ziel der Dekarbonisierung des Verkehrs- und/oder Transportsektors. „Elektrifizierung“ bedeutet dabei die Verwendung elektrischer Antriebssysteme wie Batterie (BEV) und Brennstoffzelle (FCEV und/oder FC-REX), wobei im Lkw-Bereich ein Trend zum FCEV beobachtbar ist.
Aufspaltung einer chemischen Verbindung mit Hilfe von elektrischem Strom (siehe auch „Wasserelektrolyse“)
Die Verflüssigung von Wasserstoff bei einem Umgebungsdruck von 1 bar und unterhalb des Siedepunkts bei minus 253 Grad Celsius. Als Vorteil von Flüssigwasserstoff gelten die höhere volumetrische Energiedichte im Vergleich zum gasförmigen Zustand und die Tatsache, dass die Tanks von Flüssigwasserstoff keinem hohen Druck standhalten müssen. Als nachteilig gelten der zusätzliche Aufwand für die Isolation der Tanks sowie Verdampfungsverluste (boil-off), die trotz Isolation durch Wärmeeintrag in den Tank entstehen.
Die Verflüssigung von Wasserstoff bei einem Umgebungsdruck von 1 bar und unterhalb des Siedepunkts bei minus 253 Grad Celsius. Als Vorteil von Flüssigwasserstoff gelten die höhere volumetrische Energiedichte im Vergleich zum gasförmigen Zustand und die Tatsache, dass die Tanks von Flüssigwasserstoff keinem hohen Druck standhalten müssen. Als nachteilig gelten der zusätzliche Aufwand für die Isolation der Tanks sowie Verdampfungsverluste (boil-off), die trotz Isolation durch Wärmeeintrag in den Tank entstehen.
Elektrofahrzeuge, deren Antrieb mit Hilfe eines Elektromotors erfolgt, wobei die benötigte elektrische Energie durch die elektrochemische Reaktion der Brennstoffzelle bereitgestellt wird. In der Regel ist zusätzlich eine Batterie verbaut, die den erzeugten Strom zwischenspeichert, um Differenzen zwischen angeforderter und bereitgestellter Leistung zu überbrücken.
Ein Stapel serienverschalteter Zellen. Da die Leistung einzelner Brennstoffzellen etwa für den Betrieb eines Elektrofahrzeugs nicht ausreichen, werden hunderte Zellen zu einem Brennstofzellen-Stack gestapelt, wobei die Anzahl der Zellen von der benötigten Leistung abhängig ist. Neben den einzelnen Zellen besteht der Stack aus Endplatten, Verteilerplatten und einer Überwachungseinheit.
Bestehend aus porösem Substrat auf Kohlenstoffbasis in Form von Karbonpapier oder -gewebe sowie einer Schicht aus Graphitpartikeln mit polymerem Bindemittel, sorgt sie für eine gleichmäßige Diffusion der Reaktionsgase durch sowie in der Ebene und verbessert den Wassertransport aus der Zelle
Stoff, der die Aktivierungsenergie einer Reaktion senkt, dabei jedoch nicht umgesetzt wird. Die katalytische Schicht der Anoden- und Kathodenseite ist der Ort der elektrochemischen Reaktion. Ihre Aufgaben sind der Massentransport der Reaktanten, die Grenzflächenreaktion an den elektrochemisch aktiven Stellen, der Protonentransport in die Elektrolytphase und die Elektronenleitung. Platin ist das Metall mit der besten katalytischen Aktivität für die kathodische und anodische Reaktion der PEM-Brennstoffzelle und wird deshalb an Kathode und Anode verwendet. Da Platin ein teures Edelmetall ist, werden meist feine Platinpartikel auf Kohlenstoffpartikeln verteilt, um die Platinnutzung zu erhöhen und die -beladung zu reduzieren.
Umfasst die Aufbereitung der zugeführten Verbrennungsluft, wozu deren Filterung und Komprimierung ebenso zählt wie die Regulierung des Feuchtegehalts
Verfahren, bei denen Materialien unterhalb von minus 160 Grad Celsius hergestellt, gelagert, transportiert und angewendet werden
Bei der Brennstoffzelle ähnlich wie bei einer Verbrennungskraftmaschine aufgebaut, wobei es zusätzlich eines Ionentauschers bedarf, um die Leitfähigkeit des Kühlmittels zu steuern. Im Vergleich zu einem leistungsäquivalenten Verbrennungsmotor muss der Kühlmittelvolumenstrom signifikant größer sein, da der Wärmeaustrag über das Abgas nicht im gleichen Ausmaß möglich ist.
Kernkomponente von PEM-Brennstoffzellen, die aus katalysatorbeschichteter Membran, Gasdiffussionslage sowie etwaiger Subgaskets besteht. Der MEA trennt Kathoden- sowie Anodenraum einer Zelle und dient unter anderem dem Protonentransport.
Die aktuell aussichtsreichste Brennstoffzellenart für den Einsatz in mobilen Anwendungen. Namensgebend für Brennstoffzellen ist der verwendete Elektrolyt. Als Protonenaustauschmembran der PEM-Brennstoffzelle fungiert ein Elektrolyt in fester Form, der aus einer Polymermembran besteht. Die Betriebstemperatur der Niedertemperatur-PEMFC liegt zwischen 60 und 85 Grad Celsius. Als Brennstoff kommt Wasserstoff zum Einsatz.
Variante der Wasserelektrolyse, wobei der Aufbau des Elektrolyseurs dem der PEMFC ähnelt. Vorteile gegenüber anderen Elektrolysetechnologien liegen vor allem im dynamischen Betriebsbereich.
Mitteltemperatur-Brennstoffzelle mit Phosphorsäure als Elektrolyten.
Sämtliche Fertigungsschritte, die zur Herstellung der katalysatorbeschichteten Membran, der GDL und der Bipolarplatte benötigt werden. In der Regel werden die beschichtete Membran und die GDL in einem weiteren Schritt zur MEA verbunden.
Die Protonenaustauschmembran (auch „Polymerelektrolytmembran“) ist eine Kernkomponente der PEM-Brennstoffzelle. Als Leiter von Protonen dient sie deren Transport von der Anode zur Kathode sowie gleichzeitig als elektrischer Isolator und Barriere zur Trennung der Reaktionsgase. Durch ihre beidseitige Beschichtung mit einem Katalysator ermöglicht sie eine kontrollierte Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser. Die Membranen werden üblicherweise aus Perfluorsulfonsäure (PFSA) hergestellt und verfügen über eine Verstärkungsschicht, deren Dicke zwischen neun und 25 Mikrometern liegt.
Ventil, durch das Stickstoff aus dem Brennstoffzellen-Stack gelassen wird.
Im FCEV-Kontext eine Antriebsstrangkonfiguration, bei der ein Brennstoffzellensystem mit relativ geringer Leistung verbaut ist, das unter anderem zum Laden einer Traktionsbatterie dient, die als Haupt-Energiespeicher dimensioniert ist
Hochtemperatur-Brennstoffzelle mit einer Alkalicarbonat-Mischschmelze als Elektrolyten
Das chemische Element mit der geringsten Dichte und der Ordnungszahl 1, unter Normalbedingungen als molekularer Wasserstoff in farbloser und geruchloser Gasform vorliegend
Mittels Dampfreformation aus fossilen Brennstoffen wie Kohle, Erdgas oder Öl erzeugt, wobei im Gegensatz zu grauem Wasserstoff das abgespaltene CO2 mittels „Carbon Capture and Storage“ (CCS)-Technik unterirdisch eingelagert wird
Mittels Dampfreformation aus fossilen Brennstoffen wie Kohle, Erdgas oder Öl erzeugt, wobei das abgespaltene CO2 ungenutzt in die Atmosphäre geleitet wird (siehe „Wasserelektrolyse“)
Mittels Wasserelektrolyse unter Verwendung erneuerbarer Energiequellen wie Wind, Wasser oder Sonne gewonnen (siehe „Wasserelektrolyse“)
Brennstoffzellen, die Wasserstoff als Brennstoff verwenden. Eine Ausnahme bildet die Direktmethanol-Brennstoffzelle (DMFC), wobei auch Modelle wie die Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) existieren, die sowohl mit Wasserstoff als auch mit Methan oder methanhaltigen Gasen betrieben werden können.
Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff mit Hilfe elektrischer Energie und dem Ziel der Wasserstoffherstellung. Sie findet in einem Elektrolyseur etwa mittels alkalischer Elektrolyse oder PEM-Elektrolyse statt.
Erzeugung, Distribution, Bereitstellung und Vertankung von Wasserstoff für Anwendungen in jeglichen Sektoren
Zentraler Faktor für den potenziellen Erfolg von Brennstoffzellen im Massenmarkt mobiler Anwendungen. Aktuell gilt die Herstellung von grauem Wasserstoff aufgrund relativ geringer Produktionskosten als die wirtschaftlichste Lösung.
