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Hydrogen+Fuel Cells: Filtrationslösungen für die Brennstoffzelle

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Autor: Isabell Hochstrat

Durch den modularen Aufbau des Kathodenluftfiltersystems wird ein breiter Anwendungsbereich von Brennstoffzellen im Leistungsbereich von 100 bis 500 kW abgedeckt.
Filtrationslösungen für die Brennstoffzelle
Filtrationslösungen für die Brennstoffzelle
14.04.2023 Ι Um den Einsatz des klimafreundlichen Energieträgers Wasserstoff zu unterstützen, hat Hengst einen Baukasten verschiedener Filtrationslösungen für die Brennstoffzelle entwickelt. Auf der Hydrogen+Fuel Cells in Hannover (17.-21.4.2023) präsentiert das Unternehmen Produkte für die Kühlmittel- und Luftfiltration sowie im Bereich der Systemintegration einen Wasserabscheider für die Anodenrezirkulation.

Innovationen auf der Hydrogen+Fuel Cells in Hannover

“Um unseren Planeten zu schützen, sind CO₂-neutrale Antriebe unerlässlich. Deshalb arbeiten wir bei Hengst an Filtrationslösungen für wasserstoffbetriebene Fahrzeuge, Generatoren. Das Ergebnis unserer Innovation und langjähriger internationaler Erfahrung: Hochleistungs-Ionenaustauscher, Kathodenluftfilter und Wasserabscheider für die Brennstoffzelle.“, fasst Produktmanager Mathias Diekjakobs zusammen. Er wird auf der Hydrogen + Fuel Cells in Hannover neben anderen Hengst Experten die Baukastenlösungen präsentieren sowie kundenindividuelle Möglichkeiten aufzeigen.

Ionen im Kühlmittelkreislauf

Während des Betriebs einer Brennstoffzelle werden Ionen in das Kühlmittel eingebracht. Diese resultieren aus den Alterungsprodukten des Kühlmittels selbst oder aus Komponenten im Kühlkreislauf. Eine effektive Filtration ist somit erforderlich, um den sicheren Betrieb der Brennstoffzelle zu gewährleisten. Eine besonders hohe Schutzwirkung bei geringstem Wartungsaufwand bietet der innovative Ionentauscher Blue.iox von Hengst. Das einzigartige Design der Filterkartusche mit axialer Filterdurchströmung und das spezielle Mischbettharzsystem für den Kationen- und Anionenaustausch gewährleisten hohe Filtrationseffizienz über das gesamte Serviceintervall hinweg. Die Ionenkonzentration im Kühlmittelkreislauf wird so sehr schnell abgebaut.

Hengst bietet im Baukastenprogramm verschiedene Baugrößen und adressiert damit die Anforderungen, die kleinere Systeme, aber auch Brennstoffzellensysteme für den Heavy-Duty-Bereich sowie stationäre und maritime Anwendungen stellen. Neben Standardlösungen besteht die Kernkompetenz von Hengst in der Systemintegration, mit der auch maßgeschneiderte Ionentauscher-Konzepte entwickelt werden. Darüber hinaus ist der Blue.iox von Hengst auf einfache Handhabung ausgelegt: Ein Schraubdeckel ermöglicht den sauberen Wechsel der Filterkartusche ohne spezielle Werkzeuge, integrierte Absperrventile verhindern dabei, dass Kühlmittel austritt.

Sicherheit des Antriebs

Auch der Luftpfad einer Brennstoffzelle stellt besondere Anforderungen an die Filtration. Um eine hohe Lebensdauer und Leistungsfähigkeit zu gewährleisten, muss die Ansaugluft sehr effektiv von Partikeln in der Außenluft gereinigt werden. Zusätzlich kommt noch hinzu, dass Schadstoffe wie Stickoxide (NOx), Ammoniak (NH3) und Schwefeldioxid (SO2) unerwünschte Ablagerungen in der Brennstoffzelle hervorrufen und diese schädigen können. Ein speziell entwickeltes Kathodenluftfiltersystem von Hengst mit mehrlagigem Aufbau schützt die Komponenten der Brennstoffzelle sicher vor Partikeln sowie schadhaften Gasen.

Je nach Anforderungen und Einsatzgebiet sind unterschiedliche Filtrationssysteme realisierbar. So kann eine hocheffektive Partikelfiltration direkt mit der Gasfiltration in einem Kombinationsmedium appliziert werden. Bei höheren Anforderungen an die Staubaufnahme wird ein gefaltetes Partikelfiltermedium als separate Filterstufe der Gasfiltration vorgelagert. Die Anwendungsbereiche des Filtersystems erstrecken sich von Lkw und Bus über das On- und Off-Highway-Segment bis hin zu stationären Systemen sowie industriellen Anwendungen. Hengst setzt dabei auf Robustheit und einfachen Service der Filter.

Richtiges Wassermanagement als zentraler Bestandteil

Um Flüssigwassereinlagerungen zu vermeiden und somit einen dauerhaft effektiven Betrieb der Brennstoffzelle sicherzustellen, ist das richtige Wassermanagement entscheidend. Die Lösung von Hengst: ein neuartiges Abscheidermodul für die Anodengasrezirkulation. Es vereint die Funktion der Tropfwasserabscheidung und des Gasablasses mit einer innovativen Ventilkonfiguration des Purge- und Drainventils. Besonders integrative Ansätze sind dabei die Stärke des Filtrationsexperten.

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