Die Wissenschaftler untersuchten die Platten zudem auf mechanische Stabilität, thermische Performance und Foulinganfälligkeit, um ihre Eignung als Alternative zu metallischen Plattenwärmeübertragern zu bewerten. Ihre Stabilität erhalten die Platten sowohl durch den Füllstoff als auch durch die spezifische Geometrie mit Stützstellen. „Unsere Platten sind so stabil, dass Prozessdrücke von mindestens 4,8 bar möglich sind“, betont Paul Stannek vom ZBT.
Die Fouling-Versuche mit Calciumsulfat und Calciumcarbonat zeigen eine signifikant geringere Fouling-Anfälligkeit der entwickelten Materialien gegenüber dem Referenzmaterial Edelstahl. „Das gleicht Performanceunterschiede im Betrieb schnell aus“, findet Grundler.
„Die GVT betreut jedes Jahr erfolgreich etwa 20 bis 30 Projekte der industriellen Gemeinschaftsforschung IGF. Jedes Jahr kommen ca. 10 Projekte neu hinzu und eine ebenso große Anzahl an Projekten wird jedes Jahr erfolgreich beendet. Aus dem Pool der erfolgreich beendeten Projekte wählt der Forschungsbeirat der GVT jedes Jahr ein exzellentes Beispiel zum GVT-Projekt des Jahres. Die Projekte des Jahres überzeugen, ganz im Sinne der IGF, gleichzeitig durch wissenschaftliche Qualität und durch wirtschaftliche Relevanz.“
GVT – Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V.
Das aufgezeigte Verfahren zur Herstellung von graphitgefüllten Polymer-Plattenwärmeübertragern bietet nach Einschätzung der Forscher deutliche Vorteile gegenüber Verfahren, in denen eine aufwendige Nachbearbeitung der Platten notwendig ist. Die Kombination von Extrusionsverfahren und anschließendem Prägeprozess zur Einbringung von Strukturen erlaubt es, die thermischen Platten dünn, kostengünstig und mit geringerem Energieeinsatz auch in kleinen und mittelständischen Unternehmen zu fertigen.
Grundlers Fazit: „Wir schätzen, dass der Einsatz unserer Wärmeübertrager im Vergleich zu den auf dem Markt vorhandenen Alternativen im Korrosions- und Hochtemperaturbereich zu Vorteilen im Hinblick auf die Investitions- sowie die Betriebskosten führen wird.“ Gründe dafür liegen laut den Forschern zum einen in den kostengünstigen Rohstoffen und Fertigungsverfahren sowie der geringen Anfälligkeit für Fouling.
Den Forschungsbeirat der GVT – Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik überzeugten die wissenschaftliche Qualität und die wirtschaftliche Relevanz des Projekts. Er wählte das Projekt von Marco Grundler und Paul Stannek vom ZBT und Hendrik Kiepfer von der RPTU zum GVT-Projekt des Jahres 2023.
Abteilung Brennstoffzellen und Stapel
Projekttitel:
Entwicklung von hochgefüllten dünnwandigen Kunststoffelementen mit verbesserten Wärmetransporteigenschaften im Korrosionsbereich
IGF-Nr. 20999 N
Projektzeitraum: 02/2020 bis 10/2022
Projektpartner:
Weitere Informationen:
Ausgezeichnet: Marco Grundler (rechts) und Paul Stannek freuen sich über den Erfolg ihres Projekts.
Die neu entwickelten graphitgefüllten Polymer-Wärmeübertragerplatten können in ihrer Leistungsfähigkeit mit metallischen Platten durchaus mithalten, bieten aber Vorteile in korrosiven Umgebungen.
