Hy²Cycle (Sächsische Wasserstoffunion)

Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens Hy²Cycle (Sächsische Wasserstoffunion) ist die Entwicklung ressourceneffizienter, reversibler und recyclinggerechter Brennstoffzellen- und Elektrolyseursysteme. Die Konzeption wird dabei entlang des gesamten Lebenszyklus gedacht: von der Auslegung über den Betrieb bis zur Rückführung von Materialien in geschlossene Stoffkreisläufe. Für eine wirtschaftliche und nachhaltige Wasserstoffnutzung reichen hohe Anfangswirkungsgrade jedoch nicht aus. Erforderlich sind ein belastbares thermodynamisches Systemverständnis, ein stabiles Wärmemanagement sowie die frühzeitige Erkennung von Effizienzverlusten und Alterungseffekten unter realen Betriebsbedingungen. Genau hier setzt der Beitrag der Professur Technische Thermodynamik an.

In diesem Teilprojekt wird ein digitaler Zwilling entwickelt und mit einem Prüfstand entwickelt, um Brennstoffzellen- und Elektrolysesysteme konsistent experimentell und modellbasiert zu beschreiben. Darauf aufbauend werden die Wärmeströme, relevante Stoffdaten sowie energetische und exergetische Verlustmechanismen analysiert, um Optimierungspotenziale systematisch zu identifizieren. Durch die Verknüpfung von Messdaten, Unsicherheitsbewertung und Modellkalibrierung entstehen belastbare Betriebskennfelder und Bewertungsgrundlagen für unterschiedliche Systemzustände. In einem weiteren Schritt wird der Einfluss der Systemalterung auf die Performance untersucht und darauf basierende Ansätze für Predictive Maintenance entwickelt, mit denen Wartungszeitpunkte und Lebenszyklen vorausschauend geplant werden können. Damit leistet das Projekt Hy²Cycle einen zentralen Beitrag zur Effizienzsteigerung, Lebensdaueroptimierung und Ressourcenschonung wasserstoffbasierter Energiesysteme.

Projektlaufzeit: 01.08.2025 bis 31.12.2027

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Daniel Zipplies (daniel.zipplies@mb.tu-chemnitz.de)