Projektüberblick

Elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit H2-Brennstoffzellen (BZ) im „Heavy-Duty“(HD)-Bereich (On- und Off-Road; typ. einige 100 kW Leistung) und Flugzeuge für Kurz- und Mittelstrecken (typ. einige MW) spielen eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung bzw. Eliminierung von Treibhausgas- und Schadstoffemissionen im Personen- und Güterverkehr.

Insbesondere in Europa steigt die Nachfrage nach nachhaltigeren, an der Kreislaufwirtschaft orientierten Produkten. BZ, aktuell fast ausschließlich Protonenaustauschmembran(PEM)-BZ, bieten hier große, derzeit noch ungenutzte Potenziale. Dazu zählen die Verlängerung der Lebensdauer im Ersteinsatz in Fahrzeugen und Flugzeugen („1st-Life“), die Weiterverwendung im „2nd-Life“, z.B. in Notstromaggregaten, die Reparierbarkeit von BZ-Systemen, die Recyclingfähigkeit und -rate von Komponenten, der Einsatz von Sekundärmaterialien, die Einführung eines Digitalen BZ-Produktpasses oder zirkuläre Dienstleistungen und Geschäftsmodelle für 1st- und 2nd-Life.

Abbildung 1: Brennstoffzellen für BZ-Antriebe vor und nach FCircular

Der zentrale Lösungsansatz von FCircular basiert auf bereits vorhandenen detaillierten, hochdynamischen, echtzeitfähigen und skalierbaren Modellen auf BZ-Zell-, Stack- und Gesamtsystemebene und einer breiten Datenbasis, die im Rahmen von großen nationalen und europäischen F&E-Projekten mit weltweit führenden Partnern im Nutzfahrzeug- und Luftfahrtsektor aufgebaut wurde. Die in FCircular betrachtete Systemgrenze umfasst das BZ-Gesamtsystem für Fahrzeuge und Flugzeuge.

Abbildung 2: Der FCircular Lösungsansatz

Zu Projektbeginn werden umfassend Anforderungen erhoben und die entsprechenden Akzeptanzkriterien festgelegt. Darauf aufbauend werden Entwicklungsarbeiten zur Erhöhung der Lebensdauer mittels Simulation und damit eng verzahnten experimentellen Untersuchungen und Analysen durchgeführt. Die Erhöhung der Nachhaltigkeit und Kreislauf(wirtschafts)fähigkeit von PEM-BZ wird über detaillierte Studien weiter vorangetrieben. Abschließend wird eine umfassende technisch-ökonomisch-ökologische Bewertung durchgeführt, um die erzielten Ergebnisse zu bewerten und Handlungsempfehlungen für PEM-BZ für Fahrzeuge und Flugzeuge abzuleiten.

Die FFG ist die zentrale nationale Förderorganisation und stärkt Österreichs Innovationskraft. Dieses Projekt wird aus Mitteln der FFG gefördert. www.ffg.at.