Brennstoffzelle sorgt für mehr Effizienz in der Instandhaltung

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Wasserstoff-Brennstoffzellen nutzen die elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff. Das Prinzip entspricht dem eines galvanischen Elements: Zwei Elektroden sind durch eine Membran getrennt, die nur für Wasserstoffionen durchlässig ist. Neben dem Sauerstoff aus der Umgebungsluft benötigen Brennstoffzellen auch Wasserstoff aus Gasflaschen.

Der Wasserstoff wird an der Anode in Wasserstoffionen und Elektronen getrennt. Die Ionen diffundieren durch die Membran zur Kathode. Die Elektronen nehmen den Weg über den elektrischen Verbraucher zur Kathode – dann fließt elektrischer Gleichstrom. Die Bereitstellung der für viele Anwendungen notwendigen Netzspannung von 230 V_AC erfolgt über Wechselrichter.

Brennstoffzelle bietet lange Autonomiezeit und geringe Wartung

Aufgrund der Kombination aus langer Autonomiezeit und geringer Wartung gewinnt die Brennstoffzelle für die Instandhaltung immer mehr an Bedeutung. Hinzu kommen die skalierbare Leistung bis zu einer Spitzenleistung von 50 kW, eine hohe Zuverlässigkeit und Robustheit sowie positive Umwelteigenschaften (keine Fluide, keine Schadstoffemission, kein Sondermüll sowie geringe Geräuschentwicklung). Außerdem ist die Energieeffizienz mit deutlich über 50 % erheblich besser als die eines Dieselgenerators, denn die Umwandlung in elektrische Energie kommt ohne die Zwischenschritte über die thermische und kinetische Energie aus.

Die Brennstoffzelle verbindet eine herausragende Einsatzfähigkeit mit hoher Wirtschaftlichkeit und senkt den Total Cost of Ownership unter den der Standardlösungen. Damit hat sie das Potenzial, den Einsatz von bleihaltigen Batterien deutlich zu minimieren und Generatoren fast gänzlich zu ersetzen.

Gemeinsame Arbeitsgruppe für die Brennstoffzelle gegründet

Welche Bedeutung der Brennstoffzelle in der Instandhaltung beigemessen wird, zeigt das Forum Vision Instandhaltung (FVI), welches die Zusammenarbeit und den Erfahrungsaustausch neuer Techniken fördert. Eine der Projektgruppen, die Fuel Cell for Maintenance (FCM), zu der Hersteller wie Rittal sowie Anwender und Forschungseinrichtungen gehören, hat das Ziel, die Potenziale der Brennstoffzellen-Technik für die Instandhaltung transparenter zu machen.

Das modulare Brennstoffzellen-System Ri-Cell Flex von Rittal (2,5-kW-Module) ist ein Niedertemperatursystem (NT) mit PE-Membran (Polymere Electrolyte Membrane) und Luftkühlung. Diese ist im Modul integriert, läuft aber nur während der Überbrückungszeit. Dazu gehört auch ein kleiner Batteriepack, der zum Start des elektrochemischen Vorgangs benötigt und vorbeugend alle vier Jahre ausgetauscht wird. Die Lebensdauer der NT-PEM-Brennstoffzelle selbst liegt bei circa 3000 Stunden, was bei geschätzten 30 Stunden pro Jahr als Notstrom mehr als ausreichend ist. Die Autonomiezeit ist praktisch unbegrenzt und hängt nur von der Versorgung über den H2-Speicher (Wasserstoffflaschen) ab.

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