Für die Markteinführung von Brennstoffzellen-basierter Mobilität müssen effiziente und kostengünstige Betankungstechnologien für PKW, NFZ, LKW, Busse, Züge etc. entwickelt werden. Im Fokus der Abteilung Wasserstoff-Infrastruktur im ZBT stehen die gezielte Entwicklung und Qualifizierung von Komponenten und Konzepten von Tankstellen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf den Betankungsprotokollen.

Bei diesen Aktivitäten verfolgen wir stets den systemischen Ansatz, d.h. es werden immer die Auswirkungen auf das Gesamtsystem betrachtet. Folgerichtig werden auch in den angrenzenden Bereichen Distribution und Tanksysteme Komponenten und Konzepte entwickelt und qualifiziert. Für diese Aktivitäten steht am ZBT eine Testtankstelle als Teil des Wasserstoff-Testfelds zur Verfügung. Die F&E-Arbeiten werden durch Modellierungen und Simulationen flankiert.

Im Rahmen zahlreicher nationaler und internationaler F&E-Projekte und Kundenaufträge wurden Heavy-Duty-Tanksysteme und Tankstellenkomponenten untersucht und die Entwicklung von HD-Betankungsprotokollen durch Tests an voll instrumentierten Einzelspeichern mit 350, 500 und 700 bar unterstützt.

Leistungen

• Entwicklung von Sensoren, Protokollen, HRS-Komponenten und HRS-Konzepten
• Prüfung und Qualifizierung von Tanks/Tanksystemen, Sensoren, Vorkühlung, Kompressoren, Betankungskomponenten und -baugruppen, Betankungsprotokollen
• Modellierung von Tanks, Betankung, HRS-Komponenten und Design
• Beratung für HRS- und Anlagenplanung, Prozessplanung und -steuerung

Spezfikationen Testtankstelle

• Wasserstoffkapazität: ca. 500 kg H2 (gespeichert bei 200, 500 und 900 bar)
• Vorkühlung: - 40 °C auf Umgebungstemperatur (Feststoff- und Plattenwärmetauscher)
• Abgabedruckstufen: 350, 500 und 700 bar 
• Massenströme: bis zu 120 g/s
• Betankung: 700 bar LD und 350 (500) bar HD
• Betankungsprotokolle: SAE J2601, MC-Formular, PRHYDE & "frei" konfigurierbar
• Max. Größe des Tanksystems: mehrere m3
• Verfügbare FCEV-Tanks: voll instrumentierte 500 & 700 bar (HD) Behälter
• PLC: Flexible und sicherheitsrelevante Steuerung und Datenerfassung
• Prüfraum: Komponentenentwicklung und -prüfung
• Erweiterung für 700 bar HD-Betankung mit höchstem Durchfluss (Realisierung in 2023-24)
• Zusätzliche Wasserstoffkapazität: 150 kg H2 bei 1000 bar
• Massenströme: bis zu 300 g/s
• Vorkühlung: - 40 °C auf Umgebungstemperatur

Projekte

H2TestOpt (2017-2020, BMWK)

Entwicklung, Aufbau und Betrieb einer Teststankstelle mit verschiedenen Speichertanks, unterschiedlichen Vorkühlverfahren und zwei Dispensern mit 350/500 und 700 bar für die Betankung bei Massenströmen von bis zu 120 g/s auf dem Wasserstoff-Testfeld des ZBT
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MobFuelH2 (2017-2020, NRW EFRE)

Entwicklung, Auslegung und Aufbau einer mobilen Betankungseinrichtung, vertieftes Verständnis und Know-how u.a. für Tankstellenkonzepte, Schnittstellen, Aktorik, Sensorik sowie Vorkühlung
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PRHYDE (2020-2022, EU H2020)

Entwicklung der Grundlagen für Schwerlastbetankungsprotokolle, experimentelle Validierung der 35, 50 und 70 MPa Betankungsmodelle und der entwickelten Protokolle
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HRS-Modell (2021-2024, BMWK AiF IGF)

Aufbau von Modellen einzelner Tankstellenkomponenten sowie einer vollständigen Wasserstoff-Tankstelle und deren Validierung an der Testtankstelle gemeinsam mit dem Lehrstuhl für Energietechnik der Uni Duisburg-Essen
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MobFuel 2 (2022-2024, NRW EFRE)

Entwickliung einer mobilen Befülleinheit für Wasserstoff, mit der dezentrale Wasserstoffanwender wie etwa Notstromaggregate versorgt werden können, Engineering, Zertifizierung und Entwicklung von Betriebskonzepten