NH3Avi – Verfahren zur Inline-Fertigung metallisch gestützter SOFC-MEAs für die Luftfahrt

Klimaneutrales Fliegen braucht neue Energieträger – und neue Fertigungstechnologien. In dem Projekt NH3Avi entwickeln wir dafür metallisch gestützte SOFC-Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) für den Einsatz mit Ammoniak in der Luftfahrt.

Ammoniak kann in der Luftfahrt als klimaneutraler Treibstoff dienen, der in Festoxidbrennstoffzellen (SOFC) direkt in Strom umgewandelt wird. Das kürzlich gestartete Projekt NH3Avi verfolgt drei Kernziele: ein neuartiges metallisch gestütztes Zelldesign für eine protonenleitfähige SOFC im Ammoniakbetrieb, eine höhere Zyklenfestigkeit für Luftfahrtanforderungen sowie ein neues, inline-fähiges Fertigungsverfahren für das MEA-Mehrlagensystem.

Im Verbund arbeitet das ZBT mit dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT), Aachen, dem Lehrstuhl für Werkstoffe der Elektrotechnik 2 (IWE2), RWTH Aachen und dem Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP), Greifswald zusammen.

Worum geht es inhaltlich?

Ammoniak ist ein kohlenstofffreier Energieträger, der sich in SOFC-Systemen grundsätzlich direkt nutzen lässt – ohne zusätzliche Prozessschritte als Edukt.

Gleichzeitig adressiert NH3Avi zentrale Hürden heutiger SOFC-Technologien für die Luftfahrt: lange Startzeiten und geringe Zyklenfestigkeit bei sehr hohen Betriebstemperaturen.

Der Ansatz setzt daher auf protonenleitfähige Elektrolyte (Betrieb bei ca. 400–600 °C) und ein Schichtsystem auf einem metallischen, porösen Träger, um Temperaturwechsel zu beschleunigen und die Robustheit zu erhöhen.

Wie wird die Inline-Fertigung erreicht?

Ein zentrales Projektprinzip ist die konsequente Ausrichtung auf inline-fähige Prozessketten: langsame Ofenprozesse zur Elektrolyt-Kristallisation werden durch dynamische Laserprozesse ersetzt und es werden keine Vakuumprozesse eingesetzt.

Im Verbund decken die Partner:innen komplementäre Prozessschritte ab – von Plasmaspritzen und morphologischer Analyse (INP) über Präkursorsysteme und Sperrschichten (IWE2) bis zu Schichtabscheidung und elektrochemischer Charakterisierung (ZBT) sowie Lasersintern/Laserfunktionalisierung (ILT).

Projektinfos

Entwicklung eines inline-fähigen Verfahrens zur Herstellung metallisch gestützter SOFC-MEAs zur Anwendung in der Luftfahrt

Projektakronym: NH3Avi

Projekttitel: Entwicklung eines inline-fähigen Verfahrens zur Herstellung metallisch gestützter SOFC MEAs zur Anwendung in der Luftfahrt

Laufzeit: 1. Oktober 2025 - 31. Januar 2029

Förderkennzeichen / Projektträger: 20M2439A, DLR

Programmkontext: LuFo Klima VII-1 KTF – „Klimaneutrales Fliegen“

Projektpartner:

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT), Aachen
Lehrstuhl für Werkstoffe der Elektrotechnik 2 (IWE2), RWTH Aachen
Leibniz-Institut für Plasma-Forschung und Technologie e.V. (INP), Greifswald
ZBT - Zentrum für BrennstoffzellenTechnik

ZBT Labor Ammoniak Cracker Anlage Camp Fire Projekt

Fragen beanwortet sehr gerne

Robin von Mallinckrodt

+49 203 7598-2351

r.vonmallinckrodt@zbt.de

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