FEV unterstützt Entwickler von Elektrolyseuren, Komponentenzulieferer und Systemhersteller mit umfassenden Test- und Validierungsleistungen, von der elektrochemischen Charakterisierung auf MEA- und Zellebene bis zur Prüfung von Stacks, Komponenten und vollständigen Elektrolyseursystemen.
Unser Ansatz geht über die reine Leistungsmessung hinaus. Wir verbinden fortschrittliche Testverfahren, elektrochemische Diagnostik, automatisierte Datenerfassung und Engineering-Kompetenz. So lassen sich Leistungsgrenzen identifizieren, Degradationsverhalten untersuchen und Testergebnisse in konkrete Entwicklungsmaßnahmen überführen.
Die Leistung eines Elektrolyseurs entsteht aus dem Zusammenspiel von Materialien, elektrochemischen Komponenten, Stackauslegung, Balance of Plant, Regelung und Betriebsstrategie.
FEV untersucht diese Zusammenhänge auf unterschiedlichen Integrationsebenen, von der MEA und Einzelzelle bis zum vollständigen Elektrolyseursystem.
Eine detaillierte elektrochemische Charakterisierung ermöglicht es, Leistung und Degradation dort zu untersuchen, wo sie entstehen.
Typische Testaktivitäten umfassen:
Die Leistung eines Elektrolyseurs hängt wesentlich vom Zusammenspiel des Stacks mit den umgebenden Subsystemen ab. FEV bietet modulare Testumgebungen zur Charakterisierung und Validierung von Balance-of-Plant-, Balance-of-System- und Einzelkomponenten.
Mögliche Testschwerpunkte sind:
Auf Systemebene wirken elektrochemische Leistung, Nebenaggregate, Regelung, Leistungselektronik, Thermomanagement, Wasseraufbereitung, Gasaufbereitung und Betriebsstrategie zusammen. FEV unterstützt integrierte Systemtests, von der Funktionsvalidierung bis zum anwendungsorientierten Betrieb.
Systemtests können folgende Bereiche umfassen:
Eine Polarisationskurve liefert wichtige Informationen über die Gesamtleistung. Um zu verstehen, warum sich die Leistung verändert, sind jedoch tiefergehende diagnostische Informationen erforderlich.
FEV kombiniert komplementäre elektrochemische Methoden, um relevante Leistungsanteile zu differenzieren und gezielte Optimierungen zu unterstützen.
Langzeit- und beschleunigte Tests ermöglichen es, die Leistungsentwicklung über die Zeit zu bewerten.
Mögliche Teststrategien umfassen:
Leistung messen. Veränderungen identifizieren. Ursachen verstehen.
Die anfängliche elektrochemische und betriebliche Charakterisierung definiert den Referenzzustand.
Zelle, Stack, Komponente oder System werden unter definierten stationären, zyklischen, dynamischen oder beschleunigten Bedingungen betrieben.
Leistungsmessungen, elektrochemische Impedanzspektroskopie und ergänzende Diagnoseverfahren erfassen Veränderungen während des Betriebs.
Veränderungen des elektrochemischen und betrieblichen Verhaltens werden ausgewertet, um dominante Trends und mögliche Ursachen zu identifizieren.
Die gewonnenen Erkenntnisse werden in Empfehlungen für Komponenten, Betriebsstrategien, Regelung oder Systemauslegung überführt.
Künftige Elektrolyseuranwendungen erfordern zunehmend ein flexibles Zusammenspiel mit erneuerbarer Energieerzeugung, Strommärkten, industriellen Prozessen und Energiesystemen.
Anwendungsspezifische Tests können daher repräsentative Betriebsbedingungen abbilden, darunter:
So lässt sich das Zusammenspiel von Leistung, Wirkungsgrad, Flexibilität und Lebensdauer unter repräsentativen Betriebsbedingungen untersuchen.
FEV verbindet Tests mit Elektrochemie, Simulation, Regelungstechnik, Systementwicklung und Datenanalyse.
Entwicklung gezielter Testprogramme auf Basis technischer Ziele, kritischer Parameter und des jeweiligen Entwicklungsstands.
Automatisierte Testabläufe und eine strukturierte Datenerfassung ermöglichen reproduzierbare Charakterisierungen und effiziente Langzeittests.
Hochaufgelöste Messdaten werden ausgewertet, um Leistungstrends, Zusammenhänge, Anomalien und Degradationsmuster zu erkennen.
Experimentelle Daten können als Grundlage für empirische, physikalische oder physikalisch-empirische Degradationsmodelle dienen.
Elektrochemische Diagnose- und Systemdaten können kombiniert werden, um mögliche Ursachen für Leistungsverluste oder auffälliges Betriebsverhalten zu untersuchen.
Testergebnisse können in Empfehlungen für Materialien, Komponenten, Stackarchitektur, Systemauslegung, Betriebsstrategien und Regelung überführt werden.
Neue Materialien, Konzepte und Technologien charakterisieren.
Leistung, Lebensdauer, Skalierbarkeit und Konsistenz von Zellen und Stacks bewerten und validieren.
Balance-of-Plant- und Balance-of-System-Komponenten unter repräsentativen Bedingungen charakterisieren.
Integrierte Leistung, Regelung, Wirkungsgrad und Betriebsverhalten bewerten.
Repräsentative Betriebsprofile und realitätsnahe Lastzyklen testen.
Validierte Daten in robuste Produkt- und Systemverbesserungen überführen.
FEV verbindet elektrochemische Testkompetenz mit Know-how in Mechanik, Elektrik, Regelungstechnik, Simulation und Systementwicklung.
Dieser multidisziplinäre Ansatz ermöglicht es, Elektrolyseure als integrierte technische Systeme und nicht nur als einzelne Komponenten zu bewerten.
Ob eine neue Elektrolysetechnologie entwickelt, eine bestehende Zelle oder ein Stack optimiert, Balance-of-Plant-Komponenten validiert oder ein vollständiges Elektrolyseursystem getestet wird: Das Ziel bleibt dasselbe.
FEV unterstützt Tests für relevante Elektrolysetechnologien wie PEMEL, AEMEL, AEL und SOEL / SOEC. Der konkrete Testumfang richtet sich nach dem Prüfling, den Betriebsbedingungen, dem Temperaturniveau und der verfügbaren Testinfrastruktur.
Die Tests reichen von MEAs, Einzelzellen und Short Stacks bis zu Balance-of-Plant-Komponenten, Subsystemen und integrierten Elektrolyseursystemen. Die geeignete Testebene richtet sich nach dem Entwicklungsziel und dem Reifegrad der Technologie.
Ja. Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ergänzt die klassische Strom-Spannungs-Charakterisierung und liefert zusätzliche Informationen über elektrochemische und transportbedingte Prozesse. Die Auswertung kann mit der Bestimmung des Hochfrequenzwiderstands (HFR) und, wo anwendbar, mit Methoden wie der Verteilung der Relaxationszeiten (Distribution of Relaxation Times, DRT) kombiniert werden.
Ja. Anwendungsspezifische Lastprofile können genutzt werden, um das Verhalten von Elektrolyseuren unter dynamischen Betriebsbedingungen zu untersuchen. Dazu zählen repräsentative Profile einer erneuerbaren Stromversorgung, intermittierender Betrieb und kundenspezifische Lastzyklen.
Ja. Testprogramme können auf individuelle Ziele wie Leistungsvergleiche, Komponentenauswahl, Optimierung des Betriebsfensters, Lebensdauerbewertung, Degradationsanalyse oder Validierung der Regelung abgestimmt werden.
Testdaten können mit elektrochemischen Diagnoseergebnissen, Betriebsdaten und Engineering-Analysen kombiniert werden, um mögliche Ursachen für Leistungsverluste zu untersuchen. Je nach Problemstellung können zusätzliche Komponenten- oder Materialanalysen erforderlich sein.
Ja. Strukturierte Versuchsdaten können die Parametrisierung, Kalibrierung und Validierung von Modellen unterstützen. Dazu gehören Leistungsmodelle sowie empirische, physikalische und physikalisch-empirische Degradationsmodelle.
Der Leistungsumfang kann über die reine Messung hinausgehen. Testergebnisse lassen sich mit den FEV-Kompetenzen in Komponenten-, Stack-, Regelungs-, Simulations- und Systementwicklung verbinden, um mögliche Optimierungsmaßnahmen für Produktdesign und Betrieb abzuleiten.
Zu Beginn werden Entwicklungsziel, Prüfling, Betriebsbereich, relevante Kennzahlen, Messanforderungen, Testmatrix und Abnahmekriterien definiert. Auf dieser Grundlage kann eine geeignete Test- und Auswertungsmethodik entwickelt werden.
FEV unterstützt Sie bei der Definition und Durchführung von Tests für Zellen, Stacks, Komponenten und vollständige Elektrolyseursysteme.
