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Coupled Transient Operation and Emission Analysis of a Natural Gas-fueled SOFC-Battery Hybrid Demonstrator for Maritime Application

Heddrich, Marc P. und Salas Ventura, Santiago und Schnegelberger, Christian und Hollmann, Jan und Grimm, Fabian und Rex, Johannes und Pagels, Joakim und Ünlübayir, Cem und Sissinio, Alessandro und Diethelm, Stefan und Ansar, Syed Asif (2025) Coupled Transient Operation and Emission Analysis of a Natural Gas-fueled SOFC-Battery Hybrid Demonstrator for Maritime Application. 19th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells (SOFC-XIX), 2025-07-13 - 2025-07-18, Stockholm, Schweden.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
7MB

Kurzfassung

Recent demonstrations of commercial stationary natural gas-fed Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) Systems have successfully demonstrated LHV to AC electrical efficiency values well above 60% [1,2]. This represents a highly attractive alternative to conventional Diesel- or LNG-fueled gensets of seagoing vessels, as the utilization of SOFC technology can both significantly reduce CO2 emissions and almost entirely avoid combustion byproducts such as nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), particulate matter (PM) as well as methane slip. However, there are presently no such gensets demonstrated in a relevant power class and overall uncertainty regarding applicability, transient capability, genset sizing and emission reduction potential remains. The recently completed project Nautilus set its objective to close this research gap by developing and testing a novel maritime genset, consisting of LNG-fueled SOFC modules coupled with battery sets to enable reliable load-following while operating at overall high conversion efficiencies. Apart from marine component qualifications such as ship motion inclination testing of SOFC modules [3] and laboratory validation of energy management systems (EMS) [4], one of the core objectives of the Nautilus project consisted of a land-based demonstration of the proposed hybrid SOFC-battery genset to emulate ship-like operating conditions. This contribution aims to give an overview on the core demonstrator results, which include steady-state and transient testing of the SOFC module itself as well as battery-coupled operation in load-following mode of scaled-down real cruise ship profiles for both hotel and propulsive load. During all relevant operating conditions, CO2 and non-CO2 emissions of the SOFC module exhaust were measured and are compared to conventional genset data.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/222283/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Coupled Transient Operation and Emission Analysis of a Natural Gas-fueled SOFC-Battery Hybrid Demonstrator for Maritime Application
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Heddrich, Marc P.Marc.Heddrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7037-0870NICHT SPEZIFIZIERT
Salas Ventura, SantiagoSantiago.SalasVentura (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3433-3877NICHT SPEZIFIZIERT
Schnegelberger, ChristianChristian.Schnegelberger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hollmann, Janjan.hollmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2559-0559NICHT SPEZIFIZIERT
Grimm, FabianMAN Energy Solutions, Augsburg, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rex, JohannesLund University, Ergonomics and Aerosol Technology, Lund, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pagels, JoakimLund University, Ergonomics and Aerosol Technology, Lund, SwedenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ünlübayir, CemRWTH Aachen University, Institute for Power Electronics and Electrical Drives (ISEA), Chair for Electrochemical Energy Conversion and Storage SystemsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sissinio, AlessandroSolydEra SpA, Pergine Valsugana, ItalyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Diethelm, StefanSolydEra SANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ansar, Syed AsifSyed-Asif.Ansar (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:SOFC-Battery Hybrid Demonstrator for Maritime Application
Veranstaltungstitel:19th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells (SOFC-XIX)
Veranstaltungsort:Stockholm, Schweden
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:13 Juli 2025
Veranstaltungsende:18 Juli 2025
Veranstalter :The Electrochemical Society
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Elektrochemische Prozesse
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Energiesystemintegration
Hinterlegt von: Heddrich, Marc P.
Hinterlegt am:29 Jan 2026 10:19
Letzte Änderung:29 Jan 2026 10:19

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