Quo vadis?

27. Januar 2021

Beim Horizon 2020 SME Instrument Programm handelt es sich um ein Förderprogramm für innovative KMU mit hohem Wachstumspotential am internationalen Markt. Celeroton startete im Juni 2019 sein SME Instrument Phase 2 Projekt, in welchem die letzten technologischen und kommerziellen Schritte genommen werden, um Celeroton’s einzigartige Turbo Kompressor Systeme als die Schlüsseltechnologie für die Sauerstoffversorgung im Brennstoffzellenmarkt für Fahrzeuge einzuführen.

Wir haben mit Dr. Fabian Dietmann gesprochen. Er ist der verantwortliche Projektleiter für das SME Instrument Projekt bei Celeroton. Sein Studium des Maschinenbaus und seine Promotion im Themenbereich Radialverdichter-Auslegung absolvierte er an der Universität Stuttgart. Er trat im Jahr 2014 in die Firma Celeroton ein und war maßgeblich an der Entwicklung von zahlreichen kundenspezifischen Gaslagerkompressoren beteiligt. Seit 2016 leitet er das Turbomaschinen- und Motorenentwicklungs-Team.

Was sind die Vorteile des luftgelagerten Celeroton Turbo Kompressors im Vergleich zu anderen Kompressoren, die in Brennstoffzellensystemen eingesetzt werden?
Bei der Bedruckung von Brennstoffzellen werden derzeit die verschiedensten Kompressions-Technologien eingesetzt, z.B. Scroll- oder Seitenkanalverdichter. Celeroton Kompressoren basieren hingegen auf der aerodynamischen Verdichtungswirkung durch einen Radialverdichter. Diese Technologie zeichnet sich vor allem durch eine geringe Anzahl von rotierenden Teilen und damit verbunden eine hohe Robustheit sowie eine hohe Effizienz aus. Die eingesetzten Gaslager ermöglichen zudem eine hohe Lebensdauer durch ihren verschleissfreien Betrieb. In Kombination ergibt sich ein Kompressor, der auf vergleichsweise kleinem Raum die Verdichtungswirkung mit einer hohen Effizienz und langer Lebensdauer erreicht. Ich finde, eine ideale Kombination mit der Brennstoffzellen-Technologie.

                                                                                                                                                 

Turbo Kompressor System für Brennstoffzellen in kleineren / mittelgrossen Nutzfahrzeugen                                

Kann der Kompressor dazu beitragen, den Wirkungsgrad des gesamten Brennstoffzellensystems zu erhöhen?
Ja. Celeroton Turbo Kompressor-Systeme werden hinsichtlich Effizienz optimiert. Ein hoher Wirkungsgrad des Kompressor-Systems steigert dabei den Gesamtwirkungsgrad des Brennstoffzellen-Systems und verringert damit die Betriebskosten.

Was waren die größten Herausforderungen der Neuentwicklung im Zuge des SME-Instrument-Projekts? Und wie konnten sie gelöst werden?
Die grössten Herausforderungen lagen in der Erarbeitung von neuen, serientauglichen Technologie-Zweigen und deren Kombination zu einem funktionsfähigen und hinsichtlich Stückzahlen skalierbaren Produkt. Hier sind im Speziellen die neue Gaslagerungs-Technologie und die Weiterentwicklung der Motor-Technologie zu nennen. Sie konnten dank der hohen Kreativität der Mitarbeiter, den bereitgestellten Freiheiten und dem Rückhalt durch die Geschäftsleitung von Celeroton und dem konstruktiven Zusammenspiel aus Fertigungspartnern und Beratern gelöst werden.

Der Schritt vom Prototyp zur Serienfertigung: Was waren die wichtigsten Faktoren, die es zu beachten galt?
Als mittlerweile etablierte Firma im Bereich der Entwicklung von gasgelagerten, miniaturisierten Turbo Kompressoren können wir bereits auf ein breites Spektrum von kundenspezifischen Entwicklungen und über ein Jahrzehnt an Design-Erfahrungen zurückgreifen. Die grossen Herausforderungen innerhalb dieses Projektes war es jedoch, die Hochtechnologie «Gaslagerung» mit der wirtschaftlichen und prozesssicher Herstellbarkeit zu vereinen. Dieser Schritt gelingt jedoch nur, wenn sämtliche Register gezogen werden und eine enge Zusammenarbeit aus der Technologie und Fertigungs-Partnern entsteht.
Neben den externen Schnittstellen gab es auch viel interne Arbeit, sodass die eintreffenden Teile auch weiterverarbeitet werden können. Neue Strukturen wurden geschaffen, die Warenwirtschaft systematisiert und Prozesse definiert, ein Qualitätsmanagement eingeführt. Und es geht noch weiter. Es freut mich jeden Tag, dass dieser kontinuierliche Wandel zur Verbesserung ein grosser Teil von Celeroton ist und durch alle Mitarbeiter engagiert mitgetragen wird.

Ein Blick in die Zukunft: Welche Möglichkeiten gibt es, neben der Brennstoffzelle, für den Einsatz des neuen Kompressorsystems?
Das im Rahmen des SME-Projektes entwickelte Turbo Kompressor-System ist primär für den Einsatz mit Luft oder der Luft sehr nahen Gasen ausgelegt. Hierbei sind Anwendungsfälle zur Bedruckung oder auch zur Generierung von Unterdruck vorstellbar. Eine Applikation ist überall dort vorteilhaft, wo eine hohe Leistungsdichte gefordert und eine lange Lebensdauer sowie ein störungsfreier Betrieb eine Grundvoraussetzung ist. Die entwickelte Technologie kann ebenso auf andere Gase wie Edelgase oder auch Kältemittel übertragen werden.
Ich bin insgesamt sehr optimistisch, dass dank der Förderung durch das SME-Projekt Celeroton viele Perspektiven sowohl in der direkten Anwendung dieses Systems wie auch der Technologie nun offenstehen.

Vielen Dank Herrn Dr. Dietmann für den interessanten Einblick in die Arbeit an diesem spannenden Projekt.

                      

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