Prof. Dr.-Ing. habil. Detlef Schulz, M. Sc. Marc Schumann, Dipl.-Phys. Jan Friedrich, M. Sc. Carsten Cosse, Dipl.-Phys. Stefan Best
Brennstoff- und Elektrolysezellen werden heute bereits in vielen Anwendungen in einer breiten Leistungsauslegung bis in den Multi-Megawatt-Bereich genutzt. Zukünftig ergeben sich Anforderungen für eine weiter erhöhte Lebensdauer, höhere Leistungsdichten und ein verbessertes dynamisches Verhalten. Dies soll mit zwei Forschungsansätzen für intern elektrisch steuerbare Brennstoffzellen sowie Hochdruck-Elektrolyseuren mit interner Methanisierung erreicht werden. Durch die interne elektrische Membransteuerung soll eine dynamische Steuerung von Brennstoffzellensystemen erreicht werden. Damit können zukünftig vielfältige neue Anwendungsfelder erschlossen werden. Kehrt man das Funktionsprinzip einer Brennstoffzelle um und speist sie mit Wasser und elektrischem Strom zur Erzeugung von Wasserstoff, handelt es sich um eine Elektrolysezelle. Für Erdgasverbraucher wird der Wasserstoff-Elektrolyse bisher eine Anlage zur Methanisierung nachgeschaltet, die den Gesamtwirkungsgrad erheblich verringert. Es wird vorgestellt, wie zukünftig die Methanisierung bereits innerhalb der Elektrolysezelle erfolgen kann.