Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines verifizierten Komponentenmodellkatalogs für Brennstoffzellenanwendungen in der Luftfahrt. Dies beinhaltet die missionsgerechte Auslegung und Simulation von verschiedenen Turbokomponenten für die Anodenseite der Brennstoffzelle, also die Seite des Energieträgers Wasserstoff, und zwar vom Kryotank zur Flüssigwasserstoffspeicherung bis zum Brennstoffzellenstapel. Dazu gehören beispielsweise Kompressoren, Rezirkulationsgebläse oder Verdichter. Die durch Transformation der hochdetaillierten Simulation in Reduced-Order-Modelle entwickelten Kennfelder der Komponenten werden im Komponentenmodellkatalog hinterlegt. Die kennfeldbasierten Modelle können in Gesamtsystemsimulationen überführt werden, um das stationäre und transiente Verhalten des Systems zu simulieren und ein spezifisches Gesamtsystemdesign zu analysieren und zu bewerten.
In Abbildung 1 sind zwei mögliche Konzepte für die Auslegung zukünftiger Brennstoffzellensysteme für die Luftfahrt gezeigt, welche im Rahmen des Projektes näher betrachtet werden. Dies ist zum einen eine rein elektrische Variante, bei der überschüssiger Wasserstoff aus der Brennstoffzelle mittels Gebläse rezirkuliert wird. Zum anderen ist ein hybrides Konzept dargestellt, bei dem die Energie aus überschüssigem Wasserstoff durch Verbrennung genutzt wird – zusätzlich zur elektrischen Energie aus der Brennstoffzelle
Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Projekt läuft vom 01.10.2024 bis zum 31.03.2027. Beteiligt an dem Projekt ist TLK-Thermo GmbH und das Institut für Flugantriebe und Strömungsmaschinen.
