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Für die Gewinnung von Messdaten aus dem Ozean werden immer häufiger robotische Systeme eingesetzt. Um dafür die Energieversorgung sicherzustellen, wurde im Projekt ARIM-FUEL eine submarine Brennstoffzelle entwickelt und bereits erfolgreich getestet. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWi) hat dieses Vorhaben im Rahmen des transnationalen Förderprogramms MarTERA gefördert. Die Umsetzung von MarTERA wird vom Projektträger Jülich (PtJ) fachlich und administrativ unterstützt.
Unter Wasser kommt der Strom in der Regel nicht aus der Steckdose. Meist werden Messgeräte zur Ozeanbeobachtung über konventionelle Batterien oder über aufwändige Kabellösungen mit Energie versorgt. Allerdings benötigen mobile robotische Systeme, die mitunter in Tausenden Metern Tiefe für die Erkundung des Meeresbodens sowie zum Umweltmonitoring eingesetzt werden, viel mehr Energie. Im Rahmen des Projekts ARIM-FUEL wurde jetzt erstmals die Brennstoffzellentechnologie für den Einsatz in einem Langzeit-Meeresbodenobservatorium erfolgreich getestet.
Ein Forscherteam des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel hat die tiefseetaugliche und speicherfähige Brennstoffzelle zusammen mit dem Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff-Forschung in Ulm entwickelt. „Der Bedarf an Langzeit-Beobachtungssystemen am Meeresboden ist stark gestiegen und wird auch in Zukunft immer weiter in den Fokus rücken“, sagt Projektleiter Dr. Sascha Flögel vom GEOMAR. Sowohl die Industrie als auch die Wissenschaft benötigen Daten vom Meeresboden, um beispielsweise Trends von Umwelt- und Klimaparametern zuverlässig zu erkennen. Dafür eignen sich mobile, modular aufgebaute Systeme besonders gut, betont Flögel.
Das neu entwickelte Brennstoffsystem hat eine Kapazität von etwa 120 Kilowattstunden. Damit verfügt die Technologie über die zehnfache Speichermenge bisheriger Energiesysteme, die aus Primärzellen oder Akkus bestehen. Auch zur nachhaltigeren Ozeanbeobachtung leistet dieses Projekt einen wertvollen Beitrag, da hier bei jedem Einsatz mehr als 13.000 Primärbatterien eingespart werden können, die bei konventionellen Systemen anfallen.
Im vergangenen November wurden die ersten erfolgreichen Unterwassertests des Systems in der Wehrtechnischen Dienststelle der Bundeswehr in Eckernförde durchgeführt. Die Finalisierung des Systems ist im Februar 2022 bei einer Expedition mit dem Forschungsschiff ALKOR geplant. Anschließend soll die neue Energiequelle in den kommenden Jahren bei mehreren Monitoring-Projekten eingesetzt werden. „Die neue Energieversorgung unter Wasser schafft uns ganz neue Möglichkeiten, Geräte über längere Zeiträume einzusetzen“, sagt Flögel.
MarTERA – Maritime and Marine Technologies for a New ERA – ist ein transnationales Förderinstrument vom Typ ERA-NET Cofund im Horizont-2020-Rahmenprogramm der Europäischen Kommission. Partner aus 16 Ländern haben MarTERA im Dezember 2016 ins Leben gerufen, um maritime F&E-Projekte über Ländergrenzen hinweg gemeinsam zu fördern. Der Fokus liegt dabei auf der Unterstützung kleiner internationaler Konsortien, die anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung betreiben wollen. Nach insgesamt vier Förderaufrufen konnten bislang 48 Verbundprojekte mit Gesamtmitteln von über 60 Millionen Euro unterstützt werden. In den thematisch vielfältigen Projekten wurden umweltfreundliche maritime Technologien, innovative Konzepte für Schiffe und Offshore-Anlagen, die sensorbasierte Beobachtung und Überwachung der Meere sowie moderne maritime Produktionsverfahren erforscht.
PtJ ist zertifiziert nach DIN EN ISO 9001 : 2015 und ISO 27001 auf Basis IT-Grundschutz