AAU-forskere bag supereffektivt system til brændselsceller

Med et nyudviklet koncept for brændselsceller bringer Aalborg Universitet teknologien et godt skridt fremad mod mere effektive, billigere og fleksible systemer. Her har forskerne udviklet en stærkt forenklet sammenbygning af højtemperatur-brændselsceller, som for eksempel kan anvendes til mikro-kraftvarmeværker og nødstrømsanlæg.

»Normalt har man meget fokus på selve brændselscellen. På Aalborg Universitet har vi arbejdet meget målrettet med at optimere det samlede stak- og systemkoncept, og det er dér, vi henter de store gevinster,« siger ph.d. Anders Korsgaard fra Aalborg Universitet, som har arbejdet med projektet i to år.

Det nye koncept har givet anledning til en række patentansøgninger. Populært sagt består et brændselcelle-system af selve cellen, tilførsel af brint eller et andet brændsel, tilførsel af ilt til processen samt en køler, som skal bortlede den varme, som cellen også producerer.

På Aalborg Universitet har forskerne for det første valgt at anvende en såkaldt højtemperatur PEM-celle, der fungerer ved 100-180 grader mod 20 til 80 grader i en traditionel PEM-celle. Højtemperatur-cellen kan bedre tolerere urenheder i brinten, som derfor – via en reformer – kan fremstilles af mange forskellige brændsler.

Samtidig giver den høje driftstemperatur et mindre kølebehov, fordi det er nemmere at køle varme emner end emner, der har en temperatur tæt på kølemediet. Det kan være nyttigt under varmere klimatiske forhold, hvor en typisk lavtemperatur-brændselscelle har det svært, idet de luftkølede udgaver typisk arbejder ved 60 grader.

På grund af den nye måde at designe stakken på, er det også muligt at sammenbygge køleren og lufttilførslen i én og samme blæser på størrelse med dem, man typisk ser i stationære computere. Også biproduktet vand er nu erstattet med damp, som er nemmere at skaffe sig af med.

Meget lille energitab

Med et nyudviklet koncept for brændselsceller bringer Aalborg Universitet teknologien et godt skridt fremad mod mere effektive, billigere og fleksible systemer. Her har forskerne udviklet en stærkt forenklet sammenbygning af højtemperatur-brændselsceller, som for eksempel kan anvendes til mikro-kraftvarmeværker og nødstrømsanlæg.

Alt i alt giver det et energi­tab til driften af systemkomponenterne på bare to procent. hvor man før har været helt oppe på 50 procent Det betyder, at totalsystemet i de fleste tilfælde har en højere nettoeffektivitet, når tab i systemkomponenterne indregnes.

Professor Søren Knudsen Kiær, som leder brændsels­celle-forskningsprogrammet på AAU, ser også perspektiver i, at brændelscelle-systemet nemt kan omstilles til at kø­re på andre brændsler end brint.

»Så er PEM-brændselscelle-teknologien ikke mere hængt op på, at den skal være tæt på en brint-infrastruktur, fordi den i princippet – via en reformer – kan køre på andre brændsler som for eksempel metanol, naturgas eller diesel,« siger han.

Forskere i eget firma

Med et nyudviklet koncept for brændselsceller bringer Aalborg Universitet teknologien et godt skridt fremad mod mere effektive, billigere og fleksible systemer. Her har forskerne udviklet en stærkt forenklet sammenbygning af højtemperatur-brændselsceller, som for eksempel kan anvendes til mikro-kraftvarmeværker og nødstrømsanlæg.

Det nye koncept er udviklet i samarbejde med virksomheden Dantherm, som udvikler og producerer ventilations- og varmeanlæg. Og nu har forskerne Anders Korsgaard og kollega Mads Bang fået mod på at tage springet og etableret eget firma med produktion af brændselscelle-stakke efter det nye koncept.

Det nye firma hedder Serenergy A/S og vil producere enheder på 1 kW elektrisk effekt til både nødstrømsforsyning (UPS), mikrokraftvarme og til generator-markedet. Selve grundkomponenten (membran med katalysator) vil man dog ikke fremstille selv, men købe hos et stort, tysk firma.

Som nævnt er udviklingen af det nye koncept foregået i tæt samarbejde med virksomheden Dantherm, som har fået lov til at specificere kravene til cellestakkene.

»Vi var interesserede i at få udviklet en cellestak-design, som kunne bruges til alle vore produkter, og som skulle være billigt og enkelt og nemt at bruge. Det nye stak-design honorerer alle de krav,« siger projektleder Rasmus H. Refshauge fra Dantherm.

Stort potentiale

Med et nyudviklet koncept for brændselsceller bringer Aalborg Universitet teknologien et godt skridt fremad mod mere effektive, billigere og fleksible systemer. Her har forskerne udviklet en stærkt forenklet sammenbygning af højtemperatur-brændselsceller, som for eksempel kan anvendes til mikro-kraftvarmeværker og nødstrømsanlæg.

Virksomheden regner med aftage de første stakke her i oktober og begynde test på ­sine produkter med stakkene. Dantherm vil bruge brændselscellerne til produkter som mikrokraftvarmeværker, strømgeneratorer og nødstrømsanlæg til mobiltelefon-branchen.

Rasmus H. Refshauge vurderer, at det nye stakdesign – som han kalder en ny generation af brændselscelle-teknologien – besidder et meget stort potentiale, fordi den er konstrueret så enkelt og effektivt.

»Jeg tror personligt, at aktivitetsniveauet inden for højtemperatur-PEM-cellerne vil stige markant på internationalt plan de næste år,« siger han.

Også i udlandet arbejder man med højtemperatur-PEM-celler, ligesom DTU udvikler på denne teknologi – med fokus på selve brændselscellens kemiske opbygning.

Læs mere på nettet:
ing.dk/0637af
Med link til blandt andet:• Den nye virksomhed