© Fraunhofer IAPT
Als Beitrag zu einer klimaneutralen Luftfahrt bis 2050 arbeitet das Fraunhofer IAPT in einem Konsortium an innovativen Wärmetauschern. Die Experten für Additive Fertigung nutzen die hohe Gestaltungsfreiheit der Technologie und die Gewichtsreduktion des Leichtbaus.
Koordiniert von Fundacion CIDITEC arbeiten in dem Projekt exFan 10 Partner aus 5 EU-Ländern an einem wasserstoffbetriebenen Flugzeug. Das Fraunhofer IAPT entwickelt in einem Teilprojekt einen neuen Wärmetauscher zur Kühlung der Brennstoffzelle und zur Wärmerückgewinnung für das Antriebssystem.
Der Beitrag des Fraunhofer IAPT zur Entwicklung des innovativen Antriebssystems umfasst folgende Arbeitsschritte:
Das Fraunhofer IAPT bringt seine Expertise darüber hinaus in die Auslegung korrosionsbeständiger Oberflächen ein.
Das Projekt exFan verfolgt die Entwicklung neuer Technologien für die Energiespeicherung, -umwandlung und -verteilung in Flugzeugen mit Wasserstoff- und elektrifizierten Antrieben. Das umfasst Technologien für Wärmeableitung, Wärmemanagement und Rekuperation im Megawattbereich sowie Simulationswerkzeuge, Validierungsmethoden und Regelungskonzepte für einen Wasserstoff- und elektrifizierten Antriebsstrang im Megawattbereich für Flugzeuge.
Die angestrebten Innovationen sollen der europäischen Luftfahrtindustrie eine Führungs- und Vorreiterrolle sichern und den Weg zu einer klimaneutralen Luftfahrt ebnen. Gleichzeitig sollen Einsparungen bei den Betriebskosten die globale Wettbewerbsfähigkeit der Industrie erhalten.
Projektname:
exFan
Novel recuperation system to maximize exergy from anergy for fuel cell powered geared electric aircraft propulsion system
Projektpartner:
Förderkennzeichen:
G.A. 101138184
Projektlaufzeit:
01.12.2023 – 30.11.2027
Finanzierung:
Europäische Union
Additive Fertigung ermöglicht die Herstellung extrem komplexer Geometrien mit großer Oberfläche. In dem Projekt exFan wird die Nutzung von Additiver Fertigung mit dem Ziel evaluiert, eine erheblich bessere Wärmeübertragung bei deutlich geringerem Gewicht und kompakteren Abmessungen zu erzielen - ein entscheidender Faktor für die Reduzierung des Energieverbrauchs.
Additiv gefertigte Wärmetauscher unterstützen die Effizienz von Wasserstoffantrieben, indem sie die Abwärme von Brennstoffzellen und den dazugehörigen Komponenten nutzen, um zusätzlich Schub zu erzeugen. Zudem können ein geringerer Material- und Energieeinsatz während der Fertigung sowie eine Gewichtsreduktion die CO₂-Emissionen im gesamten Lebenszyklus senken.
Für den Einsatz in Wasserstoffungebungen und in dem Projekt exFan werden vor allem Legierungen wie Titan (z. B. Ti6Al4V) oder Aluminium (z. B. AlSi10Mg) verwendet.
Eine Kombination aus Prozesssimulationen, optimierten Druckparametern und umfangreichen zerstörungsfreien Prüfverfahren (z. B. Computertomographie) sorgen für die Qualität und Luftfahrttauglichkeit der Wärmetauscher.
Fraunhofer-Einrichtung für Additive Produktionstechnologien IAPT