Die Industrie, die Brennstoffzellensysteme einsetzt, sucht immer nach Möglichkeiten, die Aufheizzeit beim Start zu verbessern, insbesondere bei Anwendungen, bei denen die Starttemperatur niedrig und die Betriebstemperatur hoch ist. Mineralisolierte Heizelemente (MI) und Thermoelemente bieten eine kosten- und energieeffiziente Lösung für diese Herausforderung. Diese Heizelemente können nicht nur die Startzeit erheblich verkürzen, sondern sie haben auch die doppelte Funktion der Temperaturmessung und -regelung. Dies ermöglicht eine bessere Temperaturregulierung und damit eine Verlängerung der Gesamtlebensdauer und Haltbarkeit der Brennstoffzellen.
Der Geschäftsbereich Heizung von Kamet konzentriert sich in Zusammenarbeit mit ARi und Okazaki auf Innovation und maßgeschneiderte Lösungen für Brennstoffzellenanwendungen. Wir entwickeln und liefern mineralisolierte Heizungen und mineralisolierte Temperaturmesslösungen für eine breite Palette von Brennstoffzellentypen. In dieser Hinsicht sind wir Spezialisten für Hochtemperatur-Brennstoffzellensysteme, insbesondere Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) und Molten Carbonate Fuel Cells (MCFC).
MI-Lösungen in Kraftwerken und in der Atomindustrie
Es gibt zwei Arten von Hochtemperatur-Brennstoffzellen: Festoxid (SOFC) und geschmolzener Kohlenstoff (MCFC). Sie haben einige Vorteile gemeinsam:
- Ihre Stapelgröße führt zu einer viel höheren Stromausbeute
- Durch die Kraft-Wärme-Kopplung mit Abwärme und/oder Dampf werden hohe Gesamtwirkungsgrade erzielt
- Sie sind nicht anfällig für Brennstoffverunreinigungen
- Sie sind flexibel in der Brennstoffnutzung
- Aufgrund der hohen Betriebstemperatur sind keine teuren Katalysatorelemente erforderlich.
All diese Faktoren tragen dazu bei, dass diese Hochtemperatur-Brennstoffzellen zuverlässiger und wirtschaftlicher bei der Stromerzeugung sind. Wenn man ihnen jedoch MI-Heizsysteme hinzufügt, werden die Zuverlässigkeit und die Effizienz durch die Beschleunigung der Startzeiten und die Begrenzung der Abschaltzeiten noch weiter verbessert.
Diese spezielle Anwendung ist ein bedeutender Durchbruch und eine ziemlich neue Entwicklung in der Welt der MI-Heizung. Kamet ist gut positioniert, um diese innovative Rolle zu spielen, denn wir verfügen über jahrelange Erfahrung in der Welt der Hochtemperaturen, kombiniert mit der Expertise und dem Know-how unserer Ingenieure und der Qualität unserer Produktionspartner: ARi Industries und Okazaki.
Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC)
Die Hochtemperatur-Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) arbeitet bei Temperaturen von bis zu 1000°C. Sie zeichnet sich durch die Verwendung eines harten festen (keramischen) Elektrolyten aus, der mit porösen Elektrodenmaterialien beschichtet ist. Die häufigste Oxidkombination für den Festelektrolyten ist eine Mischung aus Zirkonium- und Kalziumoxid. Die Festoxid-Brennstoffzelle benötigt außerdem einen Konverter, um den zugeführten Gleichstrom in einen Wechselstrom umzuwandeln.
Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen (MCFC)
Die Hochtemperatur-Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC) verwendet Karbonatsalze als Elektrolyt. Bei einer Erhitzung auf 650°C schmelzen die Salze und leiten Karbonat-Ionen von der Kathode zur Anode. Der Wasserstoff reagiert mit den Ionen, wobei Wasser, Kohlendioxid und Elektronen entstehen. Diese Elektronen bewegen sich in einem externen Stromkreis und liefern elektrischen Strom. Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen sind preiswerter, da sie gut mit Nickel als Katalysator anstelle des teureren Platins funktionieren. Ein weiterer Vorteil ist, dass ihr Wirkungsgrad um 20% auf einen Wirkungsgrad von 80% steigen kann, wenn die Abwärme aufgefangen und für die Kraft-Wärme-Kopplung genutzt wird.
Was macht die MI-Heizelemente und Thermoelemente von Kamet so geeignet für Hochtemperatur-Brennstoffzellensysteme?
Eines unserer wichtigsten Produkte ist unser Fachwissen. Wir bieten umfassende Unterstützung bei der Entwicklung maßgeschneiderter Lösungen für bestimmte Brennstoffzellentypen sowie Beratung darüber, wie unsere MI-Standardheizungsprodukte für Brennstoffzellen im Allgemeinen verwendet werden können. Außerdem über die Produkte:
- Flexibel und leicht integrierbar
- Kann an komplizierte Formen angepasst werden
- Einfaches Hartlöten oder Löten
- Auswechselbarkeit
- Verlässlichkeit:
- bewährte, langlebige Leistung bei hohen Temperaturen
- beständig gegen die rauen und korrosiven Umgebungen, in denen Hochtemperatur-Brennstoffzellen häufig eingesetzt werden
- resistent gegen Verunreinigungen durch Feuchtigkeit und Gase dank der Verwendung geeigneter Mantelmaterialien und Dichtungen
- Die hohe Temperaturbeständigkeit unserer Heizprodukte passt perfekt zu den Temperaturen, bei denen SOFCs und MCFCs arbeiten (500°C bis über 1000°C)
- Ihre hohe Wattdichte trägt weiter zur Reduzierung der Anlaufzeiten bei.
- Unsere Thermoelemente haben ein schnelles Ansprechverhalten und eine geringe Drift
- Unsere Produktionspartner sind erfahren in der Herstellung von MI-Elementen für Brennstoffzellenanwendungen in der F&E-Phase
- Geliefert mit einem 3.1-Zertifikat und einem Kalibrierungszertifikat
Industrielle Lösungen für Brennstoffzellen
Mineralisolierte (MI) Heizungen
Wenn unsere MI Heater in die Kammer gelötet und für die Konduktionsheizung verwendet werden, können sie 15 W/cm2 erreichen. Bei Konvektionserwärmung können die MI Heater bis zu 4,5 W/cm2 erreichen, je nach Massendurchsatz. Bei Verwendung von Standardmaterialien ist eine Leistung von 1000°C möglich, und höher, wenn spezielle Materialien gewählt werden.
Die MI Heater sind in Größen von Ø0,5 bis Ø12 und in kundenspezifischen Längen erhältlich.
Thermoelemente
Die Thermoelemente von Kamet werden immer in Klasse 1 oder besser hergestellt und sind in Duplex-, Triplex- und Quadruplex-Ausführung für Genauigkeit und Redundanz erhältlich. Wir bieten eine Reihe von Isolations-, Mantel- und Legierungsmaterialien an. Jede Spule ist kalibriert.
Mehr über Hochtemperatur-Thermoelemente
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Thermische Herausforderungen können komplex sein. Wenden Sie sich noch heute an unsere hauseigenen Experten und finden Sie gemeinsam die beste MI-Lösung für Ihre Bedürfnisse.