3D-gedruckte Wärmetauscher aus Metall ermöglichen den SOFC-Betrieb in Schiffen

28. Juli 2022

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Ein Forschungsprojekt zur Umwandlung von Diesel in ein Brenngas für Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) und die Kopplung mit einem Energiespeichersystem für den Betrieb auf Schiffen wurde unter der Leitung der OWI Science for Fuels gGmbH, Aachen, Deutschland, erfolgreich abgeschlossen. Das als MultiSchIBZ bekannte Ziel der Forscher war es, Bordstrom für Schiffe auf See und am Liegeplatz zu erzeugen und dabei mit geringem Kohlendioxid- und anderen Schadstoffausstoß zu arbeiten.

Das Team musste eine Reihe von Herausforderungen meistern, darunter hohe Gastemperaturen von bis zu 900 °C und einen begrenzten Installationsraum sowie die Notwendigkeit eines geringen Wartungsaufwands und der Einhaltung hoher Sicherheitsanforderungen für den Bordbetrieb.

Die Anlage erforderte die Herstellung von Wärmetauschern, die hohen Betriebsanforderungen konnten jedoch mit herkömmlichen Konstruktionen nicht erfüllt werden, da aktuelle Röhrenrekuperatoren zu groß sind und Plattenrekuperatoren den hohen Sicherheitsanforderungen nicht genügen.

Das Team wandte sich der additiven Metallfertigung zu, mit einem neuen Rohrbündel- und Plattenrekuperator, der von Rosswag Engineering mit Sitz in Pfinztal, Deutschland, in Zusammenarbeit mit dem Institut für Thermodynamik der Universität Hannover und der Hülsenbusch Apparatebau GmbH, Kempen, entwickelt und hergestellt wurde.

Durch den Einsatz von Laser Beam Powder Bed Fusion (PBF-LB) und der Qualifizierung des hochtemperaturbeständigen Stahls AlSl309 konnten die Wärmetauscher den hohen Leistungsanforderungen gerecht werden. Auch die neuen Wärmetauscher sollen den hohen Sicherheitsanforderungen für den Einsatz auf Schiffen genügen.

www.owi-aachen.de

www.rosswag-engineering.de

www.ift.uni-hannover.de

www.huelsenbusch.de/

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