Ab auf die Langstrecke!

„MeStREx“-Projekt verhilft batteriebetriebenen Fahrzeugen zu mehr Reichweite.

Im Forschungsprojekt MeStREx (Metallic Stack for Range Extender) arbeitet Plansee mit Partnern aus Wirtschaft und Forschung an einem neuartigen „Range Extender“. Er soll ethanolbasierte Treibstoffe hocheffizient in elektrischen Strom umwandeln und somit das autarke, kontinuierliche Nachladen der Batteriepakete ermöglichen, fernab von jeder externen Stromquelle.

Ab in den Süden? Unbedingt, denn bald schon soll einer Langstreckenfahrt mit einem Elektrofahrzeug nichts mehr im Weg stehen. Das kürzlich gestartete Projekt „MeStREx“ ist eine Leitinitiative in Sachen „Mobilität der Zukunft“ und soll die Reichweitenunabhängigkeit von Elektrofahrzeugen ermöglichen. Die Projektpartner sind Nissan Motor Manufacturing UK, AVL List, die Technische Universität Graz mit den Instituten CEET und IWT, Phystech Coating und Plansee.

Kernstück von „MeStREx“ ist die Weiterentwicklung einer Hochtemperaturbrennstoffzelle (Solid oxide fuel cell, abgekürzt SOFC) mit metallischer Tragstruktur, die Treibstoffe auf Ethanolbasis hocheffizient in elektrischen Strom umwandelt. Sie soll das Batteriepaket an Bord eines Fahrzeuges autark und umweltfreundlich nachladen. Die Umwandlung von Bioethanol in Strom in einer SOFC ist zudem CO2-neutral und gilt damit als die perfekte Ergänzung zur Batterie.

Zusätzlich liegt der Wirkungsgrad des neuen brennstoffzellen-basierten Systems deutlich über dem der motor-basierten Range Extender-Konzepte.

Von der Brennstoffzelle bis zum Praxistest: „MeStREx“ im Detail

In der ersten Projektphase beschäftigen sich Plansee, PhysTech Coating und die TU Graz mit der Weiterentwicklung der metallgestützten Dünnfilm-Brennstoffzelle, der sogenannten MSC (Metal Supported Cell). Als hocheffiziente Energiewandler sind MSCs für mobile Anwendungen besonders interessant. Im Vergleich zu vollkeramischen Zellsystemen wie ASC (Anode Supported Cell) und ESC (Electrolyte Supported Cell) bietet die MSC eine deutlich höhere mechanische Stabilität und damit ein sehr gutes Wärme- und Redoxverhalten. MSCs haben kurze Anlaufzeiten, ein geringes Gewicht und eine hohe Leistung pro Volumen, kurz: Sie sind ideal für mobile Anwendungen mit begrenztem Bauraum geeignet.

Die metallischen Zellen werden in einem nächsten Projektschritt mit metallischen Interkonnektoren und Metallrahmen zu sogenannten „Repeat Units“ verschweißt, die später von Plansee zu einem fertigen MSC-Stack zusammengebaut werden. Verschiedene Fügetechniken und die Auswahl geeigneter Werkstoffe zur Dichtung und Kontaktierung stehen in dieser Phase des Forschungsprojekts im Vordergrund.

Danach folgt die Auslegung der Schnittstelle zwischen MSC-Stack, dem Range Extender System und dem Elektrofahrzeug. AVL, Plansee und Nissan entwickeln dafür ein geeignetes Spann- und Integrationskonzept und arbeiten an einer optimalen Strömungsverteilung und Isolation des Moduls für höchste Gesamteffizienz.

In der Abschlussphase von MeStREx werden Eignungstests des neuen „Range Extenders“ in realer Prüfumgebung durchgeführt. Von Wien bis Rom? Wer weiß.

Das Leitprojekt MeStREx hat eine Laufzeit von 36 Monaten und wird im Rahmen des Programms „Mobilität der Zukunft“ durch das Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) gefördert.

Bildunterschrift

MSC-Stacks von Plansee sind eine Schlüsselkomponente von SOFC-basierten Range Extender-Systemen für Elektrofahrzeuge.

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AVL

AVL ist das weltweit größte, unabhängige Unternehmen für die Entwicklung, Simulation und das Testen von Antriebssystemen (Hybrid, Verbrennungsmotoren, Getriebe, Elektromotoren, Batterien und Software) für PKW, Nutzfahrzeuge und Großmotoren. AVL beschäftigt weltweit über 8050 Mitarbeiter. 2015 betrug der Umsatz 1,27 Milliarden Euro.

Nissan in Europe 

Nissan has one of the most comprehensive European presences of any overseas manufacturer, employing more than 17,000 staff across locally-based design, research & development, manufacturing, logistics and sales & marketing operations. Last year Nissan plants in the UK, Spain and Russia produced more than 635,000 vehicles including award-winning crossovers, commercial vehicles and the Nissan LEAF, the world’s most popular electric vehicle. Pursuing a goal of zero emissions and zero fatalities on the road, Nissan recently announced its Intelligent Mobility vision. Designed to guide Nissan’s product and technology pipeline, this 360 degree approach to the future of mobility will anchor critical company decisions around how cars are powered, how cars are driven, and how cars integrate into society. Nissan is positioned to become the most desirable Asian brand in Europe.

Phystech Coating

PhysTech arbeitet auf dem Gebiet der Vakuum- und Dünnschichttechnologie und beschäftigt sich mit der Entwicklung, Optimierung und Charakterisierung von Beschichtungsprozessen, dem Test von neuen Beschichtungsmaterialien in verschiedenen Prozessen und der Herstellung und Charakterisierung von Dünnschichtsystemen für unterschiedliche Anwendungsgebiete, wie z.B. Tribologie, Werkzeuge, Optik, Elektronik oder Medizin.

TU Graz CEET

Das Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik (CEET) der TU Graz beschäftigt sich mit Prozessoptimierung, Extraktions- sowie Destillationsmethoden. Seit vielen Jahren ist es zusätzlich auf dem Gebiet der Wasserstofftechnologien tätig. Das hierzu gegründete Labor für Brennstoffzellensysteme forscht interdisziplinär an verschiedenen Kernaspekten, welche sich mit Wasserstofferzeugung, Wasserstoffspeicherung und Brennstoffzellentechnologien befassen. In enger Zusammenarbeit mit namhaften Industriepartnern und anerkannten staatlichen Förderstellen entstehen Systeme für portable und mobile Anwendungen, wie das Range Extender System im Projekt MeStRex. Neben diesem wird aktiv am selbstentwickelten Reformer Steam Iron Cycle geforscht, der dezentral, hochreinen, komprimierten Wasserstoff produziert. In der Brennstoffzellenforschung wird die Komponentenentwicklung Pt-freier Katalysatorsysteme und innovativer Elektrolyten sowie Membranen vorangetrieben. Neben der Entwicklung einzelner Komponenten werden bestehende Brennstoffzellenstapel optimiert.

TU Graz  IWT

Am Institut für Wärmetechnik (IWT) an der Technischen Universität Graz sind derzeit ca. 50 Mitarbeiterlnnen beschäftigt. Die Forschungsaktivitäten umfassen sowohl theoretische Arbeiten und Computersimulationen wie auch experimentelle Untersuchungen. Das IWT vertritt folgende Themenbereiche in Lehre und Forschung: allgemeine Wärmetechnik, Kraftwerkstechnik inkl. Gasreinigung, Brennstoffzellentechnik, Biomassenutzung, rationelle Energienutzung, Fernwärme und Abwärmenutzung, Energy Systems Analysis, Informatik in der Energie- und Umwelttechnik, Ökologie-Energie, Heizungs-, Lüftungs- & Klimatechnik, Wärmepumpentechnik, Sonnenenergienutzung, Gebäudetechnik, Solares Bauen sowie wärmetechnisches Mess- und Versuchswesen.

Pressekontakt

Sandra Kieltrunk
Marketing Communications
Plansee SE - 6600 Reutte - Austria
Tel.: +43 5672 600 3274
sandra.kieltrunk@plansee.com – www.plansee.com

Plansee

Plansee gehört zu den weltweit führenden Konzernen in der Pulvermetallurgie. Das Privatunternehmen wurde 1921 gegründet und ist Experte für hochschmelzende Metalle und Verbundwerkstoffe. Ob in der Elektronik, der Beschichtungstechnik oder in Hochtemperaturöfen: wo herkömmliche Materialien an ihre Grenze stoßen, kommt Plansee ins Spiel. Für die Produktion von SOFC-Interkonnektoren und metallgestützten Zellen des Typs SOFC bringt Plansee sein profundes Wissen in der Serienfertigung von endkonturgenauen Sinterformteilen sowie deren Beschichtung ein. Eingebunden in einem leistungsfähigen Netzwerk aus Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen ist Plansee der führende Anbieter von einbaufertigen metallischen Komponenten für Hochtemperatur-Brennstoffzellen.

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