Hochleistungsfähige Protonenaustauschmembran von Gore, die dazu beiträgt, die Kosten für den gesamten „Wasserstoff“ zu senken.

24.01.2024 15:33 Quelle: Gore

Bewältigung der Kosten von Engpässen und Kerntechnologien, um die Wirtschaftlichkeit sicherzustellen

In Wasserstoff-Demonstrationsstädten wie Peking-Tianjin-Hebei und dem Jangtse-Delta wurde eine große Anzahl von Wasserstofffahrzeugen in den täglichen Logistiktransport eingesetzt. Bisher sind in China mehr als 3.000 schwere Lkw wie Wasserstoff im Besitz. Zusammen mit dem Trend zur Entwicklung der Wasserstoffenergie gehen Experten davon aus, dass die Kosten wasserstoffbetriebener Fahrzeuge im Jahr 2025 deutlich sinken werden und die Anwendung und Förderung in mehr Regionen realisiert wird.

Um auf die Kommerzialisierung wasserstoffbetriebener Fahrzeuge zu reagieren und diese zu beschleunigen, ist die Lösung des „Choke Point“-Kostenproblems ein zentraler Schlüssel. Shinichi Nishimura, globaler Produktspezialist für Brennstoffzellentechnologie bei W. L. Gore & Associates, weist darauf hin, dass Fahrzeug-, Kraftstoff- und Wartungskosten 44 % der Gesamtbetriebskosten eines herkömmlichen Diesel-Lkw ausmachen. Im Fokus von Gore steht die Lösung des Kostenproblems in der gesamten Kette im Upstream- und Downstream-Bereich, sodass die Kosten einer Wasserstoff-Brennstoffzelle denen einer herkömmlichen Brennstofflösung entsprechen.

Als Entwickler von expandiertem Polytetrafluorethylen (ePTFE) ist Gore seit vielen Jahren in diesem Bereich aktiv. Basierend auf seinen „sich ständig ändernden“ strukturellen Eigenschaften hat Gore GORE-SELECT® Protonenaustauschmembranen mit hervorragender Leistung weiterentwickelt, die die Gesamtbetriebskosten der Brennstoffzelle effektiv senken können, indem sie die Brennstoffeffizienz verbessern und das Design der Zelle optimieren System. Durch die Verbesserung der Kraftstoffeffizienz und die Optimierung des Designs des Batteriesystems können die Gesamtbetriebskosten von Brennstoffzellen effektiv gesenkt werden, was zur großflächigen Anwendung von Wasserstoff-Nutzfahrzeugen beitragen wird.

Der zweigleisige Ansatz von Gore ermöglicht die Kostenoptimierung entlang der gesamten Brennstoffzellen-Wertschöpfungskette

Verbesserte Kraftstoffeffizienz

Die streng getestete GORE-SELECT®-Protonenaustauschmembran weist eine höhere Leitfähigkeit und eine geringere Gasdurchlässigkeit auf, was einerseits dazu beitragen kann, dass Nutzfahrzeuge mit Brennstoffzellen bei höheren Temperaturen betrieben werden können, wodurch die Kraftstoffeffizienz verbessert wird. Andererseits kann es Herstellern dabei helfen, Kühler aus vorhandenen Komponenten oder sogar kleinere Kühler mit weniger Material herzustellen und so die Herstellungskosten für die Automobilindustrie zu senken.

Optimiertes Systemdesign

Die hohen Kosten von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen sind auch auf die Komplexität der Komponenten im System zurückzuführen. Die modifizierte GORE-SELECT® Proton Exchange Membrane (PEM) reduziert die Membrandicke, vereinfacht das BOP- und Zellendesign und senkt die Kosten des Brennstoffzellensystems. Durch die Ermöglichung eines hervorragenden Wassermanagements kann das PEM bei niedriger relativer Luftfeuchtigkeit (RH) und hohen Betriebstemperaturen betrieben werden, was bedeutet, dass die Konfiguration externer Luftbefeuchter entfallen oder die Größe der Luftbefeuchter verkleinert werden kann. Man kann sagen, dass die Optimierung der PEM-Membrandicke von Gore nicht nur zu geringeren Kosten für das Brennstoffzellensystem führt, sondern auch die Notwendigkeit einer häufigen und komplexen Wartung eliminiert (senkt die Wartungskosten) und die Gesamtbetriebskosten im Vergleich zum Gesamtwert tatsächlich senkt Kette.

In den kommenden Jahren wird Wasserstoffenergie in mehr Nutzfahrzeugen sowie in mehr Kategorien und Segmenten zum Einsatz kommen. Basierend auf jahrzehntelanger bewährter Markterfahrung und modernster Materialtechnologie ist Gore in der Lage, die Anforderungen an Brennstoffzellensysteme zu analysieren und Materialien anzupassen, um weiterhin besser geeignete, attraktivere Lösungen für wasserstoffbetriebene Nutzfahrzeuge bereitzustellen und Herstellern dabei zu helfen, schnellere Gesamtkosten zu erzielen Reduzierung der Eigentumsverhältnisse und Beschleunigung der globalen Umstellung auf saubere Energie. Um mehr über Gores Forschung zur Brennstoffzellentechnologie zu erfahren, besuchen Sie bitte das Gore Clean Energy Content Center.