A KONTAKT-Elektro Kft. tüzelőanyag-cellás fejlesztési projektjei


Cégünk közel 15 éve kezdett el foglalkozni a tüzelőanyag-cellákkal. A cég első fejlesztési eredménye ezen a téren egy 100W-os tüzelőanyag-cella stack megépítése volt, amit 2007-ben, egy INNOCSEKK pályázat keretében valósított meg. A következő lépés az első stack továbbfejlesztése volt, valamint minél több komponensének kiváltása saját fejlesztésűre. Erre az MTA Kémiai Kutató Intézettel (később MTA TTK Anyag- és Környezetkémiai Intézet) közösen elnyert GOP pályázati támogatás adott lehetőséget 2010-ben. A projekt során az MTA KKI által kifejlesztett, platinamentes anódoldali katalizátorral ellátott MEA-kra alapozva több méretben és kialakítással készültek el tüzelőanyag-cella stackek (Katalizátor_MEA). A 10W-tól a néhány kW-ig épített stackek 10cm2, 50cm2, 100cm2 és 200cm2 aktív felületű, nyitott- és zártkatódos kialakítású, lég- és folyadékhűtéses változatokban készültek el (Stack prototípusok). A stackekhez használt bipoláris lapok grafit-alapú kompozit lapok voltak, melyek egy részét a BME Polimertechnika Tanszéke fejlesztette ki (Bipoláris lapok).

A stackek fejlesztésével párhuzamosan a Kontakt-Elektro Kft. belekezdett tüzelőanyag-cellán alapuló berendezések fejlesztésébe is. Első ilyen berendezésünk egy 300W-os hordozható áramfejlesztő készülék volt, melyet kifejezetten elektromos kismotorral hajtott csónakok tápellátáshoz fejlesztettünk ki. A bőrönd mellé egy szintén hordozható keretbe épített, metál-hidrid palackokból álló hidrogéntárolót építettünk, amely körülbelül 6 órán át képes hidrogénnel ellátni a készüléket (Hordozható áramfejlesztő).

2010-ben egy nagyobb szabású projektet is indítottunk berendezések fejlesztése terén, melyhez a PTE Pollack Mihály Műszaki Karának Műszaki Informatika és Villamos Intézetével közösen elnyertünk egy Baross Gábor pályázati támogatást. A projekt célja tüzelőanyag-cellán alapuló stacionárius és mobil alkalmazások prototípusainak megépítése volt 5kW teljesítményhatárig. A feladat megvalósításához piaci stackeket kívántunk felhasználni, így kerültünk ismerettségbe a kanadai Ballard céggel, amely az első és indulása óta piacvezető gyártója a tüzelőanyag-celláknak (Ballard stackekre épülő áramforrások).

Az első prototípusunk, mely Ballard-stackre épült egy 400W teljesítményű tüzelőanyag-cellával táplált elektromos kerékpár volt (Tüzelőanyag-cellás kerékpár). Ezután egy 48VDC rendszerekhez tervezett, 3kW teljesítményű szünetmentes tápegységet építettünk, amit egy hasonló teljesítményű, akkumulátoros hibrid áramfejlesztő berendezés követett. Később ez a hibrid áramfejlesztő lett az alapja a 2013-as balatonlelllei Boat Show-n bemutatott tüzelőanyag-cellás kishajónk tápellátó rendszerének (FC-kishajó). A Ballard FCgen-1020ACS léghűtéses stack-családon kívül két berendezésben felhasználtuk a cég FCgen-1310 típusú folyadékhűtéses stackjeit is: készítettünk egy 4.5kW-os szünetmentes áramfejlesztőt, valamint egy hasonló teljesítményű, kogenerációs (hő- és villamosenergia fejlesztésére is alkalmas) berendezést. A fentieken kívül műszaki tanácsadással segítettük a Műszaki Kar által a nemzetközi ECOMarathon versenyre épített Orca versenyautó elkészítését is, melynek első változata a cégünk által biztosított 1,2kW-os stackről működött.

A tüzelőanyag-cellás berendezések fejlesztésén túl foglalkozunk a kapcsolódó egyéb hidrogén-technológiákkal is. 2012-ben megépítettünk egy napelemekről táplált, elektrolizáló berendezésekkel felszerelt, hidrogéntöltő konténert, melyben egy robbanásbiztos, pneumatikus táplálású nyomásfokozóval tudunk 300bar-ig hidrogént tölteni palackokba, a 15bar-os puffetartályból (Napelemmel táplált hidrogéntöltő állomás). 2013-ban pedig, tovább fejlesztve az előző koncepciót, építettünk egy autonóm energiakonténert, mely hálózati betáplálással és napelemekről működtet fogyasztókat, a felesleg energiából pedig elektrolízálóval hidrogént állít elő, melyet egy 30bar-os puffertartályban tárol, hogy hálózatkimaradás esetén tüzelőanyag-cellával előállított villamos energiával pótolja a napelemek termelését meghaladó fogyasztói igényt (Energiakonténer). Hasonló energia ellátási séma demonstrálására építettünk egy kis, kerekeken guruló bemutató berendezést is, melyben kisméretű elektrolizáló berendezés és tüzelőanyag-cella lett integrálva akkumulátorokkal és inverterrel, valamint napelem-csatlakoztatási lehetőséggel (Hidrogénes energiatároló berendezés).

Az évek során szerzett tapasztalatok alapján a figyelmünk a tüzelőanyag-cella stackek fejlesztése helyett egyre inkább a vásárolt stackeken alapuló berendezés-fejlesztés felé fordult, mivel ez kevésbé időigényes, gyorsabb „piacosítást” lehetővé tevő irány, de a stackek és a komponenseik fejlesztése során szerzett ismeretek felbecsülhetetlen értéket jelentenek a vásárolt stackek berendezésbe építésekor, a működtetésükhöz szükséges BOP (Ballance of Plant) rendszer megtervezésénél és az optimális működési körülmények biztosításánál.

A pályázati projektek után elsősorban a stacionárius alkalmazásokban, azok közül is a szünetmentes tápokban láttuk az üzleti lehetőséget, így ezen a területen folytattuk a fejlesztést. 2014-ben elkészültünk egy moduláris, rackes kivitelű szünetmentes tápellátó rendszerrel, melyből piaci értékesítésünk is született (FC-UPS 2500 – ismertető).

A tüzelőanyag-cellás technológiák 2017-ben világszerte tapasztalt fellendülése hatására mi is felvettük a kapcsolatot több „régi-új” cellagyártóval, és végül a Hydrogenics cégtől sikerült kedvező feltételekkel vásárolnunk egy 15kW-os, modern tüzelőanyag-cella modult, melyre alapozva már megcélozhattuk a 10kW feletti teljesítménytartományt. Első ilyen berendezésünk egy kereken gurítható, 15kW-os áramfejlesztő, mely kis zajterhelése és nulla károsanyag-kibocsájtása miatt kiválóan alkalmas koncertek, fesztiválok és filmforgatások áramellátására (FCPS-15 – ismertető).

A másik terület, ahol a Hydrogenics modulja felhasználásra került, az egy szabadidős tevékenységre szánt, tavi kishajó, ami 15kW-os villamos motort és egy akkumulátor-tüzelőanyag-cella hibrid tápellátó rendszert tartalmaz, aminek a hidrogénellátásáról egy tölthető, 300bar-os kompozit palackokból álló tároló-rendszer gondoskodik (H2-evolution jacht). A hajót a 2020 szeptemberében, Balatonkenesén megtartott Boat Show-n mutattuk be.

A jövő fejlesztései közé tartozik a 15kW-os kishajó nagyobb méretű változatainak megépítése (Hidrogénüzemű elektromos jacht), valamint egy hulladékgyűjtő jármű prototípusának kifejlesztése (Kommunális és haszongépjármű hajtások).

Saját fejlesztéseink ismertetői letölthetők az alábbi listában a címre kattintva