Wasserstoff Brennstoffzellen

Experten-Training zu Brennstoffzellentechnologien, Systemintegration und Betriebsstrategien

Brennstoffzellen spielen eine wichtige Rolle bei der Nutzung von Wasserstoff als Energieträger. Sie ermöglichen die elektrochemische Umwandlung von Wasserstoff in elektrische Energie und kommen in mobilen, stationären und portablen Anwendungen zum Einsatz. Dabei stellen Aufbau, Materialeigenschaften, Betriebsbedingungen und Systemintegration unterschiedliche technische Anforderungen.

In dieser dreitägigen Wasserstoff-Masterclass erhalten die Teilnehmenden vertiefende Einblicke in die Funktionsweise, den Aufbau und den Betrieb moderner Brennstoffzellensysteme.

Im Mittelpunkt stehen unterschiedliche Brennstoffzellentechnologien, der Aufbau einzelner Komponenten und vollständiger Systeme sowie die technischen Einflussfaktoren auf Leistungsfähigkeit und Lebensdauer. Ergänzend werden Diagnoseverfahren, Betriebsstrategien und praktische Versuche betrachtet.

Wasserstoff Brennstoffzellen

Trainingsinhalte

1. Grundlagen und Kontext der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie

  • Einordnung der Brennstoffzellentechnologie innerhalb des Wasserstoff-Ökosystems und der Wasserstoff-Wertschöpfungskette

  • Bedeutung von Wasserstoff und Brennstoffzellen für die Dekarbonisierung verschiedener Anwendungsbereiche

  • Grundlagen der elektrochemischen Energiewandlung und Funktionsprinzipien von Brennstoffzellen

  • Technische Vorteile und Besonderheiten von Brennstoffzellen gegenüber konventionellen Energiewandlern

  • Einordnung verschiedener Einsatzmöglichkeiten von Brennstoffzellensystemen

2. Brennstoffzellentypen und ihre Eigenschaften

  • Überblick über unterschiedliche Brennstoffzellentechnologien und ihre technischen Eigenschaften

  • Aufbau und Funktionsweise alkalischer Brennstoffzellen (AFC)

  • Eigenschaften und Anwendungsbereiche von Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC)

  • Grundlagen von Phosphorsäure-Brennstoffzellen (PAFC)

  • Funktionsweise und Einsatzmöglichkeiten von Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen (MCFC)

  • Technische Eigenschaften von Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC)

  • Vergleich der verschiedenen Technologien hinsichtlich ihrer Funktionsweise, Betriebsbedingungen und typischen Einsatzbereiche

3. Anwendungen und Sicherheit von Brennstoffzellensystemen

  • Überblick über portable, stationäre und mobile Anwendungen von Brennstoffzellentechnologien

  • Technische Anforderungen an Brennstoffzellensysteme in unterschiedlichen Einsatzfeldern

  • Bedeutung von Leistungsanforderungen und Betriebsbedingungen für die Auswahl geeigneter Technologien

  • Grundlegende Sicherheitsaspekte beim Umgang mit Wasserstoff und Brennstoffzellensystemen

  • Betrachtung sicherheitsrelevanter Eigenschaften und Anforderungen bei der Nutzung von Brennstoffzellentechnologien

4. Brennstoffzellen im praktischen Einsatz

  • Experimentelle Brennstoffzellenversuche zur Untersuchung grundlegender technischer Zusammenhänge

  • Aufnahme und Auswertung von Strom-Spannungs-Kennlinien (IV-Kennlinien)

  • Bedeutung der Kennlinien für die Bewertung des Betriebsverhaltens und der Leistungsfähigkeit

  • Einfluss von Zellarchitektur, Struktur und einzelnen Komponenten auf die Eigenschaften von Brennstoffzellen

  • Betrachtung des technischen Aufbaus vom einzelnen Brennstoffzellenelement bis zum vollständigen Brennstoffzellensystem

  • Verknüpfung theoretischer Grundlagen mit praktischen Beobachtungen und Versuchsergebnissen

5. Aufbau, Komponentenfertigung und Systemintegration

  • Detaillierter Aufbau und Funktionsweise einer PEM-Brennstoffzelle

  • Eigenschaften und Aufgaben zentraler Komponenten, darunter Membran-Elektroden-Einheit (MEA), Gasdiffusionsschichten, Bipolarplatten, Dichtungen und Endplatten

  • Grundlagen der Komponentenproduktion und Anforderungen an die Fertigung einzelner Brennstoffzellenbauteile

  • Aufbau und Montage von Brennstoffzellen-Stacks

  • Integration einzelner Komponenten und Stacks in vollständige Brennstoffzellensysteme

  • Technischer Aufbau und Zusammenspiel von Anoden- und Kathodensystemen

  • Einbindung von Kühl- und Stromversorgungssystemen sowie weiterer notwendiger Systemkomponenten

6. Lebensdauer, Fehlermodi und Betriebsstrategien

  • Einfluss technischer und betrieblicher Faktoren auf die Lebensdauer von Brennstoffzellen

  • Typische Fehlermodi und ihre Auswirkungen auf Leistungsfähigkeit und Betriebsverhalten

  • Grundlagen der Diagnose und technischen Zustandsbewertung von Brennstoffzellensystemen

  • Einsatz von Diagnosesystemen und Verfahren zur Zustandsüberwachung

  • Möglichkeiten des Echtzeit-Monitorings zur Beobachtung relevanter Betriebsparameter

  • Betriebsstrategien zur Verringerung von Degradationsprozessen und zur Verbesserung der Systemlebensdauer

  • Einsatz softwaregestützter Lösungen zur Überwachung und Optimierung des Brennstoffzellenbetriebs

Trainingsformat

Dauer: 3 Tage

Durchführung: Präsenz-Training auf Anfrage

Sprache: Deutsch oder Englisch

Individuelle Anpassung: Die Trainingsinhalte können auf die technischen Anforderungen, Einsatzbereiche und Vorkenntnisse der Teilnehmenden abgestimmt werden.

Expertenwissen rund um Brennstoffzellentechnologien vertiefen

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Gerne stimmen wir die Inhalte und die Durchführung der Wasserstoff-Masterclass auf die Anforderungen und technischen Schwerpunkte Ihres Unternehmens ab.

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