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Compact, light, efficient and reliable turbo compressor for fuel cell vehicles

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Eine vielversprechendere Zukunft für den Brennstoffzellenfahrzeugsektor

Dank neuer Innovationen im Bereich der Brennstoffzellenkompressor-Technik könnte der umweltfreundliche Verkehr erschwinglicher, zuverlässiger und effizienter werden.

Energie

Europa will seine Treibhausgasemissionen bis 2030 um mindestens 55 % reduzieren und bis 2050 klimaneutral werden. Damit diese ehrgeizigen Ziele auch erreicht werden können, sind umfassende Veränderungen notwendig. Dabei wird die Umstellung des Verkehrs auf Basis fossiler Brennstoffe auf umweltfreundlichere Mobilitätsformen eine wichtige Rolle spielen. Dazu sind vor allem Elektrofahrzeuge erforderlich, die konventionelle umweltschädliche Fahrzeuge ersetzen sollen, die mit Benzin oder Diesel betrieben werden. Elektrofahrzeuge müssen aber nicht nur umweltfreundlich, sondern auch zuverlässig und kostengünstig sein. Brennstoffzellentechnologie, bei der ein Elektromotor durch Wasserstoff und Sauerstoff angetrieben wird, erweist sich hier als besonders vielversprechend. „Die Brennstoffzellentechnologie für die E-Mobilität wird immer ausgereifter“, sagt Christof Zwyssig, Technischer Direktor von Celeroton in der Schweiz, dem Unternehmen, welches das Projekt Turbo-FCell koordiniert. „Und der Markt für Brennstoffzellenfahrzeuge sucht zunehmend nach Lösungen, die sich für die Massenfertigung eignen, und nach Möglichkeiten, um Kosten zu senken.“

Innovationen für die Brennstoffzelle

Neben der eigentlichen Brennstoffzelle sind für den Betrieb eines Brennstoffzellensystems auch andere Komponenten notwendig. Eines der wichtigsten Teile ist der Kompressor, der viel Platz einnimmt, schwer ist und eine Menge Energie verbraucht. Der Kompressor versorgt die Brennstoffzelle stetig mit Druckluft – dem Sauerstoff, den das Brennstoffzellenfahrzeug neben Wasserstoff benötigt, um zu funktionieren. Während der Brennstoffzelle und der Wasserstoffspeicherung viel Aufmerksamkeit gewidmet wurde, konnte die Frage, wie die Brennstoffzelle optimal mit Luft versorgt werden kann, noch nicht vollständig beantwortet werden. „Die aktuelle Kompressortechnik wurde nicht für Brennstoffzellenanwendungen optimiert“, so Zwyssig weiter. „Wenn der Markt für Elektrofahrzeuge mit Brennstoffzelle wachsen soll und mehr umweltfreundliche Fahrzeuge vom Band laufen sollen, müssen zwingend innovative Lösungen her.“ Dieses Ziel verfolgte Turbo-FCell. Das Projekt strebte an, der vorhandenen Spitzentechnologie für ölfreie gasgelagerte Turbokompressoren zur Marktreife zu verhelfen. Ein ölfreier gasgelagerte Turbokompressor kann für eine höhere Luftreinheit sorgen, wodurch sich die Nutzungsdauer der Brennstoffzelle verlängert. „Im ersten Projektjahr mussten wir oft um die Ecke denken“, so der Projektkoordinator von Turbo-FCell, Fabian Dietmann, ebenfalls von Celeroton. „Dadurch konnten wir uns verschiedenen Lösungen und Technologien widmen, die sich für die Massenfertigung eignen und dabei leistungsfähig bleiben.“ Zum Ende der ersten Phase konnte sich das Team für Schlüsseltechnologien entscheiden, welche die Technologielücke ihrer Meinung nach schließen können.

Fahrzeuge der nächsten Generation

In der zweiten Projektphase entwickelten Dietmann, Zwyssig und ihr Team einen Prototyp der nächsten Generation, der auf diesen Schlüsseltechnologien beruhte. Sie erwarten, dass das leichte Kompressorsystem der nächsten Generation noch in diesem Jahr auf den Markt kommen soll. Sie sind überzeugt, dass ihre Innovation für eine bessere Brennstoffzellenleistung sorgen und sich gleichzeitig für die Massenfertigung eignen wird. Der Markt für Brennstoffzellen hat sicherlich ein riesiges Wachstumspotenzial und soll voraussichtlich bis 2024 um 22,1 % wachsen und dabei einen Wert von 1,2 Mrd. EUR erreichen. „Dank der Innovation können Brennstoffzellenfahrzeuge endlich den Durchbruch schaffen, der schon längst vorausgesagt wurde“, so Zwyssig. In der Zwischenzeit wird es weitere Produktentwicklungen geben, die auf den im Rahmen des Projekts entwickelten Schlüsseltechnologien beruhen. „Wir möchten zur Einführung von Brennstoffzellenfahrzeugen in ganz Europa beitragen, indem wir ihre Effizienz erhöhen und die Kosten senken“, so Zwyssig abschließend.

Schlüsselbegriffe

Turbo-FCell, Treibhausgas, fossiler Brennstoff, Verkehr, Wasserstoff, Kompressor, Fahrzeug, Benzin, Diesel

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