Zentrum für
BrennstoffzellenTechnik
ZBT GmbH

Auswirkungen von Luftschadstoffen auf Brennstoffzellen aufgeschlüsselt

Luftschadstoffe wie Stickoxide und Ammoniak haben auch Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Brennstoffzellen. Diese Auswirkungen sind mittels Schadgasfiltern und optimierten Betriebsstrategien aber abzumindern. Dies sind wesentliche Erkenntnisse des Verbundvorhabens ALASKA, in dem ZBT gemeinsam mit Daimler AG, Mann und Hummel Innenraumfilter GmbH und dem Forschungszentrum Jülich gearbeitet hat. Die Ergebnisse des ZBT sind nun publiziert.

Brennstoffzellenfahrzeuge sind lokal emissionsfrei aber potenziell hohen Schadgasbelastungen ausgesetzt (Bildquelle mit freundlicher Genehmigung der Daimler AG)

Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Förderkennzeichen 03ET6036A (01.12.2014 bis 31.05.2017)

Die wichtigsten Erfolge in den Arbeitspaketen des ZBT waren die Aufschlüsslung der wesentlichen Schadgasmechanismen, die als Basis für die Entwicklung von beschleunigten Regenerationsmaßnahmen gelten. Die Untersuchung der Schadgaseinflüsse erfolgte bei unterschiedlichen realitätsnahen Betriebs- und Belastungsszenarien. Weiterhin wurden Richtwerte der relevanten Schadgase ermittelt, die für Brennstofffzellenanwendungen akzeptabel sind. Diese sind wiederum stark abhängig von den jeweiligen Betriebsparametern der Brennstoffzelle. Durch die Spezialisierung auf verkehrsrelevante Schadgase konnte eine umfangreiche Wissensbasis erarbeitet werden, die Filterherstellern für den innovativen Brennstoffzellenbereich aber auch Unternehmen der Automobilindustrie eine große Hilfestellung bezüglich der Auslegung von Filtern und Betriebsstrategien der Fahrzeige liefert.

Es  wurde  eine  Vielzahl  von  relevanten  Luftschadgasen  und  deren  Einfluss  auf  PEMBZ  untersucht.  Die  verwendeten  Gase  im Projekt waren  NO,  NO2,  NH3 ,  SO2,  Propan,  Butan,  Ethan,  Ethen,  Ethin,  Toluol  und  Acetaldehyd.
Durch  das  zu  Beginn  durchgeführte  umfangreiche  Schadgasscreening  stellte  sich  heraus, dass insbesondere die Stickoxide und Ammoniak zu erheblichen Leistungseinbußen bei der PEMBZ  führen  können.  Da  im  Straßenverkehr  diese  Schadgase  auch  mit  erhöhten Konzentrationen  auftreten,  wurde  eine  Priorisierung  vorgenommen.  So  lag  der  Fokus  am ZBT auf den Stickoxiden, während bei Daimler neben weiteren Schadgasen der Einfluss und  Schadmechanismus von NH3  intensiv analysiert wurde.