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Improving Low-Load Efficiency of Marine SOFC Powertrains by Means of Efficient Module Hot Standby Operation

Hollmann, Jan und Salas Ventura, Santiago und Pennanen, Jari und Heddrich, Marc P. und Ansar, Syed Asif (2026) Improving Low-Load Efficiency of Marine SOFC Powertrains by Means of Efficient Module Hot Standby Operation. Journal of The Electrochemical Society. Electrochemical Society, Inc.. doi: 10.1149/1945-7111/ae7479. ISSN 0013-4651.

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Kurzfassung

Solid oxide fuel cell (SOFC) powertrains can be considered as a promising solution for future zero-emission shipping, yet the decrease in electrical efficiency at low load remains a barrier for full-scale marine adoption. This work provides the first comprehensive quantification of hot standby power demands for marine SOFC modules and evaluates its impact on the multi-modular powertrain efficiency. A thermodynamic process system model of a 112 kWel rated SOFC module was utilized, including anode recirculation, autothermal pre-reforming in hot standby, heat losses and off-design heat exchanger behavior. Assessing five hot standby heat integration variants, combined fuel-equivalent standby demands ranging from 5.2 to 15.3 kWchem per module were obtained. The highest-performing configurations are those employing cathode off-gas recirculation. At multi-module powertrain level, non-uniform operation strategies, in which individual modules either operate close to their maximum-efficiency point or remain in hot standby, can significantly increase low-load efficiency. At a typical cruise-ship operating point near 15 % rated power, efficiencies of up to 55 % (LHV to AC) are achieved, compared to only 26 % for uniform operation of all modules. The results highlight the importance of incorporating hot standby strategies into future marine SOFC system design.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224748/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Improving Low-Load Efficiency of Marine SOFC Powertrains by Means of Efficient Module Hot Standby Operation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hollmann, Janjan.hollmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2559-0559NICHT SPEZIFIZIERT
Salas Ventura, SantiagoSantiago.SalasVentura (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3433-3877NICHT SPEZIFIZIERT
Pennanen, JariNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heddrich, Marc P.Marc.Heddrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7037-0870NICHT SPEZIFIZIERT
Ansar, Syed AsifSyed-Asif.Ansar (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 Mai 2026
Erschienen in:Journal of The Electrochemical Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1149/1945-7111/ae7479
Verlag:Electrochemical Society, Inc.
ISSN:0013-4651
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:SOFC, Maritime Powertrain, Part Load Operation, Hot Standby, Efficiency
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: Hollmann, Jan
Hinterlegt am:08 Jun 2026 14:37
Letzte Änderung:08 Jun 2026 14:37

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