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Turbo für Brennstoffzellen

Prof. Dr. Thomas von Unwerth (r.) und Laborleiter Vladimir Buday inspizieren im Im Brennstoffzellenlabor an der TU Chemnitz eine additiv produzierte Membran. Foto: Ronald Bartel für die TUC

Prof. Dr. Thomas von Unwerth (r.) und Laborleiter Vladimir Buday inspizieren im Brennstoffzellenlabor an der TU Chemnitz eine additiv produzierte Membran. Foto: Ronald Bartel für die TUC

Bund gibt zehn Millionen Euro für zwei H2-Tech-Forschungsprojekte – ein Viertel fließt zur TU Chemnitz

Chemnitz, 28. März 2022. Um Autos und Laster künftig mit besseren Brennstoffzellen anzutreiben, rücken das Verkehrs- und Wirtschaftsministerium des Bundes rund zehn Millionen Euro für zwei Forschungsprojekte heraus, die sich auf diese Wasserstoff-Technologien konzentrieren. Ein Viertel der Summe bekommt der Chemnitzer Lehrstuhl für alternative Fahrzeugantriebe von Professor Thomas von Unwerth. Das hat die Technische Universität Chemnitz (TUC) mitgeteilt.

„Wasserstoff-Standort mit nationaler und internationaler Strahlkraft“

Diese Vorhaben seien ein wichtiger Beitrag für die Mobilität der Zukunft, betonte TUC-Rektor Prof. Gerd Strohmeier. Auch sollen sie dazu beitragen, den Wasserstoff-Standort Chemnitz „mit nationaler und internationaler Strahlkraft“ auf- und auszubauen. „Beide Projekte zielen darauf ab, Forschung an Wasserstoff-Technologien für die Mobilität von morgen voranzutreiben“, ergänzte Prof. von Unwerth.

Koppelung mit Turbolader und Turbine soll Mini-Kraftwerk effizienter machen

Im Fokus stehen dabei Brennstoffzellen mit Protonenaustausch-Membran (PEM) für den mobilen Einsatz. Eine Idee dabei verfolgen die Forscher im Projekt „BZ_Turbolader“: Neuartige Turbokompressoren und Turbinen könnten die Effizienz solcher wasserstoff-basierten Minikraftwerke verbessern. „Der Luftverdichter ist eine wesentliche Komponente des Brennstoffzellenantriebs“, betonte Projektleiter Erik Pohl. „Durch die Kopplung mit einer Turbine kann die Effizienz signifikant erhöht werden. Gleichzeitig kann der Systemwirkungsgrad durch eine optimale Abstimmung der Komponenten auf die Anwendung verbessert werden.“ Beteiligt an diesem Vorhaben sind neben der TUC die IHI Charging Systems International GmbH sowie der Silver Atena GmbH. Für die Forschung am Brennstoffzellen-Turbolader hat das Bundeswirtschaftsministerium sieben Millionen Euro zugesagt.

„HZwo: SuSyMobil“ soll Zell-Kosten senken

Das Projekt „HZwo: SuSyMobil“ wiederum fokussiert sich auf die Reaktorstapel („Stacks“), die Systemkomponenten und die Lebenszyklus-Kosten von mobilen PEM-Zellen – und bekommt dafür 3,5 Millionen Euro vom Bundesverkehrsministerium. In einem Teilprojekt wollen hier die sächsischen Wissenschaftler und Ingenieure ihre Forschungsplattform „Open Source Stack“ (OSS) zu einer kompletten Testplattform für neue Brennstoffzellen weiterentwickeln. Sie soll bei der Entwicklung neuer Wasserstoffantriebe beizeiten Schwachstellen und Verbesserungsmöglichkeiten aufdecken.

Projektkoordinator René Schmiedel von der TUC hofft auch auf wirtschaftliche Effekte: „Das Projekt leistet einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung einer Wertschöpfungskette für die Brennstoffzellen-Entwicklung in Sachsen.“ Mit an Bord sind hier neben der TUC die „ESKA Automotive GmbH“ aus Chemnitz, die „Handtmann Leichtmetallgießerei Annaberg GmbH“, die Technische Universität Bergakademie Freiberg, das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) aus Chemnitz, die „WätaS Wärmetauscher Sachsen GmbH“, die „Bernd Flach Präzisionstechnik GmbH & Co. KG“ sowie die „FES GmbH Fahrzeug-Entwicklung Sachsen“ aus Zwickau.

Prof. Thomas von Unwerth von der TU Chemnitz mit einer Visualisierung des entstehenden Wasserstoffzentrums im Hintergrund. Foto: Jacob Müller für die TUC

Prof. Thomas von Unwerth von der TU Chemnitz mit einer Visualisierung des entstehenden Wasserstoffzentrums im Hintergrund. Foto: Jacob Müller für die TUC

Chemnitz profiliert sich in Sachsen als H2-Tech-Zentrum

Chemnitz profiliert sich seit geraumer Zeit als Forschungs- und Entwicklungszentrum für Wasserstoff-Technologien. Die TUC und das IWU dienen dabei als Anker-Forschungseinrichtungen, um die sich auch viele Automobilzulieferer und weitere Akteure aus der Region andocken. Angesiedelt sind hier unter anderem das Netzwerk „Hzwo“, das vor allem auf mobile Brennstoffzellen-Antriebe fokussiert ist, sowie mit dem „Hydrogen and Mobility Innovation Center“ (HIC) eines der neuen nationalen Wasserstoff-Forschungszentren. Schwerpunkte liegen in Chemnitz unter anderem auf PEM-Brennstoffzellen und speziell auf mobilen Zellen beispielsweise für Laster und andere Nutzfahrzeuge, aber auch für Autos.

Modell einer vom IKTS Dresden konzipierten tragbaren Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Abb.: IKTS

Modell einer vom IKTS Dresden konzipierten tragbaren Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Abb.: Fraunhofer IKTS

Dresden: Hochtemperatur und Montageautomaten

Daneben gibt es in Sachsen weitere Standorte für Wasserstofftechnologien, die aber teils erst aufgebaut werden. In Dresden arbeiten beispielsweise das Fraunhofer-Keramikinstitut IKTS und Sunfire an Hochtemperatur-Brennstoffzellen und -Elektrolyseuren. Sunfire hat außerdem eine Tochter für Alkali-Elektrolyseure. Linde Dresden spezialisiert sich auf PEM-Großelektrolyseure. Der Maschinenbauer Xenon entwickelt derzeit hochautomatisierte Montageanlagen für Stacks von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren.

Garniert mit vielen Schlagworten zeigt diese Visualisierung den entstehenden Wasserstoff-Innovationscampus von Fraunhofer und Siemens in Görlitz. Ein wichtiger Baustein dafür soll das "Hydrogen Lab Görlitz" werden. Visualisierung: Siemens/FHG

Garniert mit vielen Schlagworten zeigt diese Visualisierung den entstehenden Wasserstoff-Innovationscampus von Fraunhofer und Siemens in Görlitz. Ein wichtiger Baustein dafür soll das „Hydrogen Lab Görlitz“ werden. Visualisierung: Siemens/FHG

Im Osten Sachsens wächst derzeit das „Hydrogen Lab Görlitz“ (HLG), das sich unter anderem auf die Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff sowie dafür nötige Testsysteme spezialisiert. Auch in Zittau, Freiberg und an weiteren Standorten im Freistaat gibt es H2-Tech-Projekte.

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: TUC, Oiger-Archiv, Energy Saxony

Repro: Oiger, Original: Madeleine Arndt