Projektträger:         Ministerium für Wissenschaft und Gesundheit Rheinland-Pfalz
Förderprogramm:   HAWdirekt
Laufzeit:                  Juli 2023 - Dezember 2024

Mit der Wasserstoffstrategie hat die Bundesregierung 2020 beschlossen, die nationale Wasserstofftechnologie zu fördern. Ziel ist es, neue Märkte zu erschließen und den CO2-Ausstoß in den Bereichen Industrie, Verkehr und Energie zu senken. Damit hat sich die Nachfrage im Potentialbereich Energieeffiziente Systeme (EES – Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnik/Kompetenzzentrum Brennstoffzelle) der Hochschule Trier seitens der Industrie deutlich erhöht. Das Kompetenzzentrum unterstützt seit zwei Jahrzehnten erfolgreich industrielle Forschungsvorhaben. Ein gutes Zeichen für die zunehmende Praxisnähe der Wasserstofftechnik ist die in den letzten vier Jahren gestiegenen Nachfrage nach F&E-Arbeiten an Brennstoffzellen und Elektrolyseuren im  Technikumsmaßstab. Diese Arbeiten erfordern eine Ertüchtigung des Kompetenzzentrums. Ziel des Forschungsprojekts ist deshalb die Schaffung einer Test- und Prüfeinrichtung für Wasserstoff-Brennstoffzellen und Elektrolyseure im Maßstab von (zunächst) ca. 30kW (Brennstoffzelle) und 100kW (Elektrolyse).

• Wesentlicher Aspekt des Projekts ist die Entwicklung einer professionellen, industriellen und hochautomatisierten Testeinrichtung mit einer prüfablaufbasierten Prozesssteuerung. Gleichzeitig sollen durch die langjährige Erfahrung am Umwelt-Campus erweiterte Diagnosemethoden, wie sie in kommerziellen Anlagen nicht verfügbar sind, in die Prüftechnik integriert werden. Ein Beispiel hierfür ist die Aufstellung einer präzisen Wasserbilanzierung des Prüflings, um Transportprozesse innerhalb der Komponenten (Membranen, Gasdiffusionsschichten) zu quantifizieren. Durch Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) lassen sich diese Ansätze gezielt weiterentwickeln und neue Erkenntnisse für die Forschung gewinnen.
• Der zu entwickelnde Prüfstand soll in hohem Maße skalierbar sein, so dass sich projekt- bzw. kundenspezifische Zellstapelgrößen von 30-100kW untersuchen lassen - und zwar für Membran- Brennstoffzellen als auch Membran-Elektrolyseure.
• Das Projekt sieht eine Einzelzellspannungsüberwachung in der Prüfanlage vor, um Details einer uneinheitlichen Funktion verschiedener Zellen als Zeitreihen bewerten zu können.
• Im Projektverlauf soll untersucht werden, inwieweit der Testbetrieb durch lernbasierte Elemente so dynamisch gestaltet werden kann, dass bestimmte Messschritte automatisch verkürzt bzw. übersprungen werden können. Dieses Vorgehen optimiert die Messdauer.

Die Aspekte der erweiterten Diagnose, die Flexibilität Brennstoffzellen und Elektrolyseure in einer Einheit zu testen, die hohe Skalierbarkeit (30kW bis 100kW), die Einzelzellüberwachung sowie der dynamische Prüfablauf machen das Forschungsvorhaben einzigartig. Damit ist die im Projekt skizzierte Prüftechnik heutigen industriellen Prüfanlagen weit voraus.