10 wichtige Eigenschaften von Pumpen für effiziente Brennstoffzellen
Flüssigkeitspumpen und Gaspumpen für Wasserstoff und Brennstoffzellen
Wasserstoff erzeugen, speichern, transportieren oder in Brennstoffzellen nutzen – in allen dafür eingesetzten Anlagen und Systemen sind Pumpen bei der Handhabung des Energieträgers und der entstehenden Prozessmedien entscheidend für die sichere und präzise Funktion.
Flüssigkeitspumpen und Gaspumpen von KNF beweisen sich seit den 2000er Jahren weltweit in tausenden von Einsätzen mit Wasserstoff und Wasserstoffträgern wie Methanol, Ammoniak, Erdgas, Biogas etc.
Dekarbonisierung ist der Weg zur Klimaneutralität
Die Erderhitzung bremsen, Treibhausgase reduzieren, Klimaneutralität erreichen – es gibt inzwischen kaum ein Land, für das diese Ziele keine hohe Priorität mehr haben.
Gesellschaft und Wirtschaft stehen überall vor einer großen Transformation. Fossile Quellen für Produktion, Energiegewinnung und Mobilität sollen, wo immer möglich und sinnvoll, durch emissionsarme Nachfolger ersetzt werden.
Insbesondere grüner Wasserstoff und Wasserstoffträger wie Methanol, Ammoniak, hergestellt mit Strom aus Wasser-, Wind- und Sonnenenergie, sind wichtige Hebel für diesen Umstieg.
KNF Pumpen für Wasserstoff und Wasserstoffträger in Forschung und Industrie
KNF steht mit führenden Forschungseinrichtungen für diese Schlüsseltechnologie in Kontakt. In mehreren Projekten zur Erforschung der technischen Zusammenhänge und Verbesserung der Prozesse und Systemkomponenten sind KNF Pumpen wichtige Bausteine. Auch den Schritt vom Labor hin zu skalierten Lösungen mit hohem Durchsatz in der Industrie haben wir schon gemacht. Zuerst mit den technischen Pionieren, inzwischen aber auch mit immer mehr Herstellern von Elektrolyse- und von Brennstoffzellensystemen für die breite Anwendung. Wir stellen uns täglich neuen, weiterentwickelten Anforderungen, an die wir unsere Flüssigkeitspumpen und Gaspumpen anpassen.
10 wichtige Eigenschaften von Pumpen für effiziente Brennstoffzellen
Unabhängig vom Brennstoffzellentyp hängt die Effizienz eines Systems von der präzisen Führung des Brennstoffs und der entstehenden Prozessmedien ab. KNF Flüssigkeitspumpen und Gaspumpen liefern die Technik für diese zentralen Aufgaben.
Aus unserer jahrzehntelangen Erfahrung kennen wir die Parameter für einen optimalen Betrieb von Brennstoffzellensystemen – und damit auch die optimalen Leistungsparameter der eingesetzten Pumpen.
Eigenschaft 1: Geringstmöglicher Stromverbrauch
Eigenschaft 2: Selbstansaugend und trockenlaufsicher
Eigenschaft 3: Pulsationsarm
Eigenschaft 4: Temperaturbeständigkeit
Eigenschaft 5: Läuft gegen Systemdruck an
Eigenschaft 6: Gasdicht
Eigenschaft 7: Hohe Schutzart
Eigenschaft 8: Kompakt
Eigenschaft 9: Hoch flexibel anpassbar
Eigenschaft 10: Flüssigkeitspumpen und Gaspumpen aus einer Hand
Erfahren Sie mehr über unsere hochflexible Pumpentechnolgie und zwei Jahrzehnte Co-Engineering in der Wasserstofftechnik.
Geringstmöglicher Stromverbrauch
Aus unseren Brennstoffzellen-Projekten wissen wir, dass der Anteil des Stromverbrauchs unserer Flüssigkeitspumpen und Gaspumpen an der Gesamt-Betriebsenergie sehr gering ist, im Mittel im tiefen einstelligen Prozentbereich. Wir nutzen konsequent die Leistungsvorteile unserer eigenen bürstenlosen DC-Motoren aus der Digital Customization Serie. Die umfassende Parametrierung ermöglicht beispielsweise sanftes Anlaufen und stets volle Drehzahlkontrolle zur Vermeidung von Stromspitzen.
Selbstansaugend und trockenlaufsicher bei flüchtigem Methanol
Methanol ist ein sehr beliebter Wasserstoffträger, weil es bei Transport und Lagerung relativ anspruchslos ist. Allerdings gibt es ein Problem: Methanol kann eintrocknen, schlimmstenfalls ist die Pumpe beim nächsten Start ohne Funktion. Und in Brennstoffzellensystemen für die Notstromversorgung ist langer Stillstand die Regel.
Notstrom-Systeme müssen oft wochenlang nicht in den Betriebsmodus wechseln. Unsere Pumpen werden damit fertig. Sie sind weltweit in solchen Anlagen eingesetzt und laufen zuverlässig, gerade auch wenn sie nur selten betrieben werden.
Pulsationsarme Förderung in den Reformer
Für einen optimalen Umwandlungsprozess ist es zwingend erforderlich, dass Menge und Mischungsverhältnis des Wasserstoffträgers im Reformer genau stimmen. KNF Flüssigkeitspumpen bringen dafür die perfekten technischen Eigenschaften mit. Sie erzeugen keine Druckstöße, da sie niedrigpulsierend arbeiten. Die DC-Motoren können so umfassend parametriert werden, dass stromsparende Betriebsprofile für alle Betriebsmodi abbildbar sind und das Mischungsverhältnis, z. B. von Methanol und VE-Wasser, über die Pumpenregelung perfekt aufeinander abgestimmt ist.
Temperaturbeständigkeit
Die Temperaturen von Wasserstoff, Wasserstoffträgern oder entstehenden Prozessmedien bleiben nicht stabil, sie steigen. Auf solche prozessbedingten Änderungen werden KNF Pumpen anwendungsspezifisch vorbereitet. Zum Beispiel durch die Auswahl der medienberührenden Pumpenkomponenten. EPDM, Viton, Aluminium – wir stellen gemeinsam mit Ihnen fest, welcher Werkstoff zu Ihrer Anwendung am besten passt.
Läuft gegen Systemdruck an
Abhängig vom Brennstoffzellentyp und der eingesetzten Technik mit oder ohne Reformer herrschen Systemdrücke von bis zu 2 bar ü. KNF Pumpen arbeiten mit diesen Systemdrücken zuverlässig und langlebig.
Stabile Druckverhältnisse im Stack sind vorteilhaft für den effizienten Ablauf der Anoden- und Kathodenprozesse. Für die Rückführung des unverbrauchten Wasserstoffs vom Anodenausgang zurück in den Anodeneingang sind KNF Gaspumpen eine effiziente Lösung. Ihr Einsatz erfordert keine Veränderung des Systemdrucks.
Gasdicht
Wenig überraschend ist Gasdichtigkeit im Umgang mit Wasserstoff ein zentraler Funktions- und auch Prüfparameter. KNF Pumpen sind bereits ohne zusätzliche Vorkehrungen hermetisch dicht, da keinerlei dynamische Dichtungen verbaut sind. Individuell erhöht wird die konstruktionsbedingte Dichtigkeit durch die Auswahl metallischer Werkstoffe für den Pumpenkopf und plane Anschlüsse zwischen Pumpe und Kundensystem. Die Gasdichtigkeit der KNF Pumpen hat sich in vielen Anwendungen, insbesondere beim Einsatz mit sehr flüchtigen oder giftigen Gasen, bewährt.
Hohe Schutzart für anspruchsvolle Bedingungen
Brennstoffzellen sind vielseitig einsetzbar, entsprechend können unterschiedliche, aber in der Regel sehr anspruchsvolle Umgebungsbedingungen herrschen. Feuchtigkeit ist dabei nur einer der zentralen Parameter.
Die Schutzart der verbauten Komponenten muss unbedingt stimmen. Das in den Datenblättern der KNF Pumpen ausgewiesene Schutzniveau für die Serienmodelle lässt sich durch zahlreiche optionale Maßnahmen erhöhen. Sonderflansch für den BLDC-Motor, Klemmenkasten und spezielle Motor-Kabelverschraubungen sind einige davon. Bis zu IP 65 sind bei einigen Pumpen erreichbar.
Kompakt bei wenig Platz im Brennstoffzellensystem
Insbesondere bei Verwendung in mobilen Systemen, beispielsweise in Gabelstaplern, sind die Einbauverhältnisse für das Brennstoffzellensystem limitiert. Diese Situation berücksichtigen wir mit Pumpen, deren Größen-Leistungs-Verhältnis wir kontinuierlich verbessern. Unsere aktuell modernste bürstenlose Motorengeneration – übrigens eine Eigenentwicklung von KNF – ist hoch integriert: Antrieb und Pumpe teilen sich ein gemeinsames Gehäuse. Das spart von Anfang an Platz. Die Verschaltung der Pumpenköpfe können wir meistens flexibel anpassen, um noch mehr Einbauvolumen zu sparen.
Hoch flexibel anpassbar
Unterschiedlichste Brennstoffzellentypen treffen auf eine immense Zahl von Anwendungsmöglichkeiten und spezielle Anforderungen. Die Pumpen für Brennstoff und Prozessmedien gehören zu den Komponenten, die die Leistungsfähigkeit und Effizienz maßgeblich mitbestimmen. Jedes Serienmodell der KNF Flüssigkeits- und Gaspumpen lässt sich zeit- und kostensparend sehr genau an eine bestimmte Konfiguration anpassen, und das schon ab Losgröße 1. Die Basis dafür ist unser flexibles und umfassendes Baukastensystem. Sprechen Sie mit unseren Experten und erarbeiten Sie mit einer Probepumpe Ihre exakte Spezifikation.
Flüssigkeitspumpen und Gaspumpen aus einer Hand
Viele Brennstoffzellensysteme setzen Flüssigkeitspumpen und Gaspumpen ein. Anoden- und Kathodenpfad beeinflussen sich, werden gesamtheitlich geregelt. KNF bietet ein umfassendes Programm an Flüssigkeitspumpen und Gaspumpen. Das reduziert Ihren Sourcingaufwand und erleichtert das Engineering, da die flüssigen und gasförmigen Medien durch Komponenten gehandhabt werden, die aufeinander abgestimmt sind. Ebenso wichtig: Der Digitalisierungsgrad unserer Pumpen erlaubt eine nahtlose Integration in Ihre Systemsteuerung.
