Bildungspilotanlage für Wasserelektrolyse zur Wasserstoffproduktion und -speicherung

Einführung

Die Bildungspilotanlage für Wasserstoffproduktion und -speicherung durch Wasserelektrolyse ist ein integriertes, pilotmaßstäbliches Labortrainingssystem, entwickelt für die ingenieurwissenschaftliche Ausbildung an Hochschulen. Dieses fortschrittliche System integriert eine Chemiedosieranlage, Elektrolysezellmodule, eine spezielle Stromversorgung, einen Elektrolytkreislauf und ein Druckgasspeichersystem. Durch die Nutzung elektrischer Energie zur Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff bietet die Pilotanlage Studierenden praktische, hand-on Erfahrung im Bereich grüner Wasserstofftechnologie, elektrochemische Verfahrenstechnik, Gas-Flüssig-Trennung und Druckgashandhabung.

Angepasste Lösungen für Ingenieurlabore

Um unterschiedlichen Laboranordnungen und institutionellen Lehrzielen gerecht zu werden, verfügt diese Pilotanlage über ein modulares Design, das umfassende Anpassungen unterstützt. Sowohl die Hardwarekonfigurationen als auch die Software-Datenerfassungsschnittstellen können an die spezifischen Lehrplananforderungen, Platzverhältnisse und Sicherheitsvorschriften Ihrer Fakultät angepasst werden.

Pädagogischer Wert und Systemvorteile

Die Pilotanlage dient als Brücke zwischen theoretischen Unterrichtskonzepten und praktischen industriellen Anwendungen. Sie bietet mehrere zentrale Lehrvorteile:

• Prozesssteuerung und Automatisierung: Umfasst speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und industrietaugliche Sensoren zur Demonstration der automatisierten Dosierung, Druckregelung und Sicherheitsverriegelungen.
• Quantitative Materialbilanzierung: Unterstützt die quantitative Dosierung von Elektrolyten unterschiedlicher Konzentrationen und die automatische Nachbefüllung von Rohstoffen, sodass Studierende Massen- und Energiebilanzen präzise berechnen können.
• Umfassende Technologieabdeckung: Demonstriert die Kernprinzipien moderner Elektrolyseverfahren und zeigt Unterschiede bei Betriebstemperaturen, Elektrolyten und Wirkungsgraden auf.
• Industrielle Sicherheitsstandards: Ausgestattet mit integrierten Sicherheitsverriegelungen, Überdruckschutz und Gassystemen zur Erkennung von Leckagen – dies vermittelt Studierenden, wie wichtig Sicherheitsvorschriften bei Wasserstoffprozessen sind.

Details und Komponenten

Technische Spezifikationen und Versuchsmodule

Die folgende Tabelle beschreibt die wichtigsten technischen Spezifikationen der Pilotanlage und die zugehörigen Versuchsmodule für die studentische Lehre:

Lehrplanintegration und Übereinstimmung mit Lehrbüchern

Diese Bildungspilotanlage ist für die Integration in Bachelor- und Master-Laborpraktika verschiedener ingenieurwissenschaftlicher Disziplinen konzipiert, darunter Chemieingenieurwesen, Umwelttechnik, Energietechnik und Materialwissenschaft.

Die von der Anlage demonstrierten physikalischen Prozesse stimmen direkt mit den Kernkonzepten überein, die in klassischen wissenschaftlichen Lehrbüchern beschrieben werden:

• Strömungslehre und Wärmeübertragung: In Transport Processes and Unit Operations werden die Konzepte der Strömung durch gepackte Kanäle und der konvektiven Wärmeübertragung in reagierenden Systemen direkt durch den Elektrolytkreislauf und das Wärmemanagement der Elektrolysezelle veranschaulicht.
• Stofftransport und Trennverfahren: Die Komponenten zur Gas-Flüssig-Trennung und druckbeaufschlagten Speicherung demonstrieren direkt Grundoperationen, die in Unit Operations of Chemical Engineering behandelt werden, wie Phasentrennung, Gastransport und thermodynamische Gleichgewichte unter unterschiedlichen Drücken.
• Prozessauslegung und Sicherheitsverriegelungen: In Chemical Engineering Design liegt der Fokus auf Prozesssicherheit, Regelkreisen und der Hochskalierung von Pilotanlagen. Diese Anlage bietet eine praktische Demonstration von automatisierten Sicherheitsverriegelungen, dem Lesen von Rohrleitungs- und Instrumentierungsdiagrammen (P&ID) und der Systemintegration.

Durch die Verknüpfung von physikalischen Laborübungen mit diesen weithin anerkannten wissenschaftlichen Rahmenwerken können Dozenten theoretische Vorlesungen mit greifbarer ingenieurwissenschaftlicher Praxis untermauern und Studierenden dabei helfen, industrielle Terminologie und Verfahren zur Prozessbewertung zu meistern.

Flexible Hardware- und Softwareanpassung

Da die Laboranforderungen weltweit unterschiedlich ausfallen, bieten wir flexible Anpassungsmöglichkeiten sowohl für Software als auch für Hardware an. Die Hardware kann mit alternativen Sensorbereichen, Konstruktionswerkstoffen oder zusätzlichen Reinigungsmodulen angepasst werden. Die zugehörige Datenerfassungssoftware kann ebenfalls an individuelle Anforderungen angepasst werden, beispielsweise mit maßgeschneiderten Benutzeroberflächen, spezialisierten Berechnungsblättern oder der Integration in bestehende universitäre Labornetzwerke.

Über LABPARK

LABPARK ist ein Hersteller fortschrittlicher Lehrgeräte mit über 20 Jahren engagierter Dienstleistung für den Hochschulbereich. Wir konzentrieren uns auf die Bereitstellung robuster Ingenieurausbildungslösungen in sechs Kernbereichen: Chemie, Chemieingenieurwesen, Biotechnologie, Lebensmitteltechnik, Pharmatechnik und Umwelttechnik.

Unser Engagement für Innovation und pädagogische Exzellenz wird durch 209 technische Patente und einen hochmodernen Forschungs- und Fertigungsstandort von 49.000 Quadratmetern gestützt. Bis heute hat LABPARK mit mehr als 289 Universitäten und Hochschulen weltweit zusammengearbeitet und Fakultäten dabei unterstützt, moderne, sichere und hocheffektive Laborumgebungen für die nächste Generation von Ingenieuren aufzubauen.

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