Verbundvorhaben Öko-effiziente Flugzeugsysteme für die nächste Generation (EFFESYS) - Teilprojekt Brennstoffzelle, Infrastruktur, Komponenten und System (BRINKS) - Schlussbericht

Abstract

Der Einsatz von Brennstoffzellensystemen im Flugzeug bietet die Möglichkeit, die Funktionen Energieumwandlung, Wasser- und Inertgaserzeugung mit Hilfe eines einzigen Systems zu gewährleisten. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch verringert, die Gesamteffizienz eines Flugzeuges erhöht und ein emissionsarmer Betrieb von Flugzeugen besonders am Boden ermöglicht. Das Forschungszentrum Jülich hat im Rahmen dieses Vorhabens einen Beitrag zur technologischen Weiterentwicklung solcher Brennstoffzellensysteme geleistet. Die Arbeitsziele wurden in fünf Arbeitspaketen erarbeitet. Das erste Arbeitspaket hatte zum Ziel, ein experimentell getestetes Fuel-Processing System im 5 kWel.-Maßstab bestehend aus autothermem Reformer, Wasser-Gas-Shift Reaktor, katalytischem Brenner und den erforderlichen Balance-of-Plant-Komponenten zur Verfügung zu stellen. Im zweiten Arbeitspaket wurde eine Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle mit einer elektrischen Leistung von 5 kW entwickelt und getestet. Das dritte Arbeitspaket hatte das Ziel, ein integriertes System aus Fuel- Processing-Einheit und Brennstoffzelle aufzubauen und zu testen. Dieses System hat eine Leistung von 5 kWel. und ist mit synthetischem GTL-Kerosin betreibbar. Im vierten Arbeitspaket wurde ein autothermer Reformer entwickelt, konstruiert und gefertigt, der einen molaren Wasserstoffstrom liefert, der einer elektrischen Brennstoffzellenleistung von 50 kW entspricht. Außerdem wurde ein Wasser-Gas-Shift Reaktor in der gleichen Leistungsklasse entwickelt, konstruiert und gefertigt. Das fünfte Arbeitspaket lieferte Auslegungsdaten für ein Brennstoffzellensystem in der Leistungsklasse 50 kWel. bestehend aus Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle, autothermem Reformer, Wasser-Gas-Shift Reaktor und katalytischem Brenner