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Luftfahrt FEV arbeitet an neuen Brennstoffzellenantrieben für Leichtflugzeuge

Von Stefanie Eckardt 2 min Lesedauer

Entwicklungsdienstleister FEV entwickelt neue Antriebe für Leichtflugzeuge und Tragschrauber, die auf Brennstoffzellen basieren. Damit will man dazu beitragen, die für die Luftfahrt notwendigen Anforderungen in puncto Energiedichte, Wärmemanagement und Gewicht zu erfüllen.

Für die Luftfahrtindustrie können Brennstoffzellenantriebe zu mehr Nachhaltigkeit beitragen. Ihr Einsatz ist allerdings mit Herausforderungen verbunden. (Bild: FEV)
Für die Luftfahrtindustrie können Brennstoffzellenantriebe zu mehr Nachhaltigkeit beitragen. Ihr Einsatz ist allerdings mit Herausforderungen verbunden.
(Bild: FEV)

„Die erreichbare Energiedichte stellt eine der größten Herausforderungen für den Einsatz aktuell verfügbarer Brennstoffzellensysteme in der Luftfahrt dar“, erklärt Dr. Christian Eschmann, Vice President FEV aerospace. „Bei einem Fluggerät für bis zu neun Passagiere ist zum Beispiel etwa die doppelte Energiedichte heutiger bodengebundener Systeme erforderlich. Hier arbeitet FEV an Lösungen, um die Leistungsfähigkeit deutlich zu steigern.“

Herausforderung: Brennstoffzellensysteme effizient kühlen

Darüber hinaus gibt es eine weitere Herausforderung – nämlich die Kühlung. Während Verbrennungsmotoren einen Großteil ihrer Abwärme direkt an die Umgebung abgeben, muss diese bei Brennstoffzellensystemen nahezu vollständig über die Kühlflüssigkeit abgeführt werden. Das wiederum mündet in schwereren Kühlsystemen, was das Gesamtgewicht erhöht und so – je nach Flugprofil – den Wasserstoffverbrauch um bis zu 30 Prozent erhöht.

Analyse verschiedener Brennstoffzellenantriebe

Für die genannten Herausforderungen gilt es Lösungen zu finden. Daran arbeitet der Entwicklungsdienstleister und hat diverse Brennstoffzellensystemen analysiert und die Ergebnisse in Streubanddiagrammen visualisiert. Diese ermöglichen eine objektive Leistungsbewertung und bilden die Grundlage für die zielgerichtete Weiterentwicklung eigener Luftfahrtantriebe. Ergänzend entwickelt FEV intelligente Steuerungskonzepte, die den Betrieb in Hinsicht auf Spannung, Effizienz und Lebensdauer optimieren.

Gewichtsoptimierte Systemarchitekturen

Im Mittelpunkt der Entwicklungen stehen gewichtsoptimierte Systemarchitekturen. Im Konsortialprojekt BiFoilStack entwickelt das Unternehmen gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung folienbasierte Bipolarplatten für speziell auf Luftfahrtanwendungen ausgelegte Brennstoffzellen. Sie kombinieren die Korrosionsbeständigkeit metallischer Werkstoffe mit dem geringen Gewicht von Graphit. Gefertigt werden sie durch ein präzises Stanz- und Folienschweißverfahren, wodurch sich Gewichtseinsparungen bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit realisieren lassen. Gleichzeitig können die Herstellungskosten um bis zu 20 Prozent reduziert werden.

Dekarbonisierung mit mehreren Bausteinen

Neben Brennstoffzellentechnologien verfolgt FEV eine technologieoffene Entwicklungsstrategie und arbeitet parallel an Wasserstoffverbrennungsmotoren, Lösungen für Sustainable Aviation Fuels (SAF) sowie Batteriesystemen. Das Unternehmen entwickelt und prüft diese im eDLP – dem von FEV betriebenen weltweit größten unabhängigen Testzentrum für Hochvoltbatterien.  (se)

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