Convion nimmt 50-kW-SOFC-Pilotanlage mit MK351-Stacks in Betrieb

Im März 2017 nahm Convion sein C50 Biogas-System in Betrieb. In ersten Probeläufen erzielte die Anlage einen Wirkungsgrad von über 55 % net-AC. Ausgerüstet mit einem Abgasrückgewinnungsmodul kann das Convion C50-System eine Gesamteffizienz von mehr als 82 % erzielen. Ein wesentliches Bauteil der Anlage sind die von Plansee und Fraunhofer IKTS entwickelten MK351-Stacks.

Bereits 2015 hatte Convion Ltd. eine innovative Kraft-Wärme-Kopplungsanlage entwickelt. Das System übertraf mit einer Netzleistung von 20 kW die Erwartungen und wurde nun auf die volle Nennleistung von 58 kW aufgerüstet. Das Ergebnis: Das C50 SOFC-Kraftwerk. Es soll im Rahmen des Europäischen Projekts DEMOSOFC schon bald in einer Abwasser-Aufbereitungsanlage, betrieben von SMAT in Turin in Italien, zum Einsatz kommen. Eine Nutzung von Biogas in dieser geringen Leistungsklasse bei gleichzeitig hohem elektrischem Wirkungsgrad ist mit konventionellen Gasmotor-Generator-Anlagen nicht realisierbar. Damit eröffnet die SOFC-Technologie für diese Art von Einrichtung neue Möglichkeiten. Mit dem in der Anlage erzeugten Biogas, werden drei C50-Systeme ca. 30 % des für die Abwasseraufbereitung erforderlichen elektrischen und thermischen Energiebedarfs bereitstellen.

 

MK35x-Stackdesign von Fraunhofer IKTS und Plansee

Seit mehreren Jahren kooperieren Plansee und Fraunhofer IKTS und entwickeln das MK35x-Stackdesign kontinuierlich weiter. Pilotanlagen wie das C50-System von Convion liefern wertvolle Betriebsdaten, die sowohl dem Systementwickler, als auch den Komponentenherstellern helfen, die Technologie stetig zu verbessern.
Convion, Fraunhofer IKTS und Plansee sind seit der Entscheidung für den Einsatz von MK351-Stacks in engem Kontakt, um maximalen Erkenntnisgewinn für alle Beteiligten aus den Tests zu ziehen.
Der MK351-Stack überzeugt mit sehr guten Leistungsdaten und Robustheit. In einem Langzeitbetrieb wurde er über 20.000 Stunden in einer systemnahen Umgebung getestet. Der Leistungsabfall betrug über diesen Testzeitraum durchschnittlich nur geringe 0,7%/1.000 h.  Doch die Entwicklung bleibt nicht stehen. Mit kleinen Modifikationen des Interkonnektors konnte für das optimierte MK352-Stackdesign der luftseitige Druckverlust von vormals 16,7 mbar auf 6,7 mbar bei 4 sl/min reduziert werden. Eine Verbesserung, die besonders die Systemhersteller freut. So wird der Leistungsbedarf der Luftzuführung reduziert und der elektrische Wirkungsgrad der Anlage steigt. Auch das neue MK352-Stackdesign wird einem Langzeittest unterzogen. Aktuell zeigt der Betriebsstundenzähler über 11.000 Stunden. Wieder ist der Leistungsabfall auf einem sehr niedrigen Niveau von nur 0,7%/1.000h. Die Zyklenstabilität wurde von 0,8% auf 0,5 % pro 10 Zyklen verbessert, wie ein Test über insgesamt 120 kombinierte RedOx- und Start-/Stopzyklen gezeigt hat.

 

MK351/MK352 Stack – 30 Ebenen Vergleich:

(Standardbetriebsbedingungen: 35 A, 40 % H2 in N2, ƞFU = 75 %, T = 830 °C)

MK351 - Vorgängermodell MK352 - aktuelles Design
Leistung > 800 Wjaja
Langzeitbetrieb
(Lebensdauer)
20.000 h
erfolgreich bewiesen
Ziel: 20.000 h +
Aktuell: 11.000 h
(noch in Betrieb)
Druckverlust - Luftseite16,7 mbar bei 4 sl/min6,7 mbar bei 4 sl/min
Langzeit-Degradation< 0,7 % / 1.000 h< 0,7 % / 1.000 h
Systemzyklenstabilität
(RedOx)
ΔP/P0 < 0,8 % / 10 ZyklenΔP/P0 < 0,5 % / 10 Zyklen

 

Ihr Weg zu einer eigenen MK35x-Stackproduktion

Das Fraunhofer IKTS und Plansee besitzen die IP- und das Know-How-Portfolio für das MK35x-Stackdesign. Interessierte Unternehmen können Prototypenstacks testen. Es stehen Einbaukits für Öfen oder ganze Stackmodule mit 1, 2, 4 oder 8 integrierten Stacks zur Wahl. Damit sind sowohl Tests eines einzelnen Stacks in einem Prüfstand bis hin zu voll integrierten Systemtests möglich. Für eine eigene Stack-Produktion können Unternehmen eine Lizenz dieser Technologie erwerben.
Das Fraunhofer IKTS bietet vielerlei Hilfestellungen zu Fertigungstechnologie, notwendigem Equipment, Supply Chain bis zu Dienstleistungen für kundenspezifische Systementwicklungen und Integrationslösungen. Eine erste, nicht-exklusive Lizenz der MK352-Stack-Technologie wurde bereits an die mPower GmbH vergeben. Sie liefert MK352-Stacks sowohl an Systemhersteller, als auch an die Muttergesellschaft h2e Power, die ihrerseits SOFC-Systeme entwickelt und vertreibt. 

 

 

Besuchen Sie unsere Vorträge auf der Hannover Messe 2017.

Public Forum, Dienstag, 25. April 2017, 10:20
CONVIONs first 50-kW-SOFC-System C50 using CFY-stacks, developed by Fraunhofer IKTS/Plansee
Tuomas Hakala, Co-founder, Convion Oy
Dr. Mihails Kusnezoff, Head of Department: Materials and Components, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Siddharth R. Mayur, Founder President & CEO, mPower GmbH

Public Forum, Mittwoch, 26. April 2017, 16:40
Journey to Mars: O2-generation by ESC-based SOEC stack with Plansee's CFY-interconnects
Stefan Skrabs, Manager Sales & Marketing SOFC, Plansee SE
Jessica Elwell, Program Manager, Ceramatec, Inc.

 

Über uns:

Convion ist ein führender Anbieter von Brennstoffzellensystemen. Das Unternehmen vertreibt Brennstoffzellenprodukte für die verteilte Energieerzeugung im Leistungsbereich von über 50 kW. Convion wurde 2012 gegründet und führt die Entwicklungs- und Kommerzialisierungsarbeiten für SOFC-Systeme fort, die von der Firma Wärtsilä im Rahmen ihres Brennstoffzellenprogramms begonnen  wurden. Seit dem Jahr 2000 hat das Kernteam verschiedene Generationen von mit Erdgas, Biogas und Methanol betriebenen SOFC-Systemen entwickelt. Die Kommerzialisierung der ersten 50 kW-Einheiten ist für das Jahr 2015 vorgesehen.

Das Fraunhofer Institut für Keramische Technologie und Systeme (IKTS) entwickelt moderne keramische Hochleistungswerkstoffe, industrierelevante Herstellungsverfahren sowie prototypische Bauteile und Systeme in vollständigen Fertigungslinien bis in den Pilotmaßstab. Darüber hinaus umfasst das Forschungsportfolio die Kompetenzen Werkstoffdiagnose und -prüfung.
Die drei Standorte in Dresden und Hermsdorf (Thüringen) formen gemeinsam das größte Keramikforschungsinstitut Europas. Seit über zwanzig Jahren engagiert sich das Fraunhofer IKTS in der Brennstoffzellenforschung und zählt heute zu den führenden Forschungszentren im Bereich Hochtemperatur-Brennstoffzellen. Das IKTS ist eins von 69 Instituten und Forschungseinrichtungen der Fraunhofer-Gesellschaft in Deutschland. 24 500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter erzielen das jährliche Forschungsvolumen von 2,1 Milliarden Euro.

Plansee gehört zu den weltweit führenden Konzernen in der Pulvermetallurgie. Das Privatunternehmen wurde 1921 gegründet und ist Experte für hochschmelzende Metalle und Verbundwerkstoffe. Ob in der Elektronik, der Beschichtungstechnik oder in Hochtemperaturöfen: wo herkömmliche Materialien an ihre Grenze stoßen, kommt Plansee ins Spiel. Für die Produktion von SOFC-Interkonnektoren und metallgestützten Zellen des Typs SOFC bringt Plansee sein profundes Wissen in der Serienfertigung von endkonturgenauen Sinterformteilen sowie deren Beschichtung ein. Eingebunden in einem leistungsfähigen Netzwerk aus Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen ist Plansee der führende Anbieter von einbaufertigen metallischen Komponenten für Hochtemperatur-Brennstoffzellen.

Was können wir für Sie tun?
Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte:

Convion Ltd.
Tekniikantie 12 - 02150 Espoo - Finland - Erkko Fontell
Tel.: +358 40 7544 389 - erkko.fontell(at)convion.fi - www.convion.fi

Fraunhofer IKTS
Winterbergstraße 28 - 01277 Dresden - Germany - Dr. Mihails Kusnezoff
Tel.: +49 351 2553-7707 - mihails.kusnezoff(at)ikts.fraunhofer.de - www.ikts.fraunhofer.de

Plansee SE
Metallwerk Plansee-Straße 71 - 6600 Reutte - Austria - Stefan Skrabs
Tel.: +43 5672 600 3317 - stefan.skrabs(at)plansee.com - www.plansee.com