In der Reihe „Clusterpartner im Portrait“ geben Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus dem Cluster Brennstoffzelle BW Einblicke in ihre Aktivitäten, Ziele und Herausforderungen für den Aufbau der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie. Hier präsentiert sich die Merkle CAE Solutions GmbH.
Wie gelingt eine gleichmäßige Verteilung der Gasströmungen in einer Brennstoffzelle? Wie kann die Dichtheit eines Wasserstoff-Tanks über seine gesamte Lebensdauer sichergestellt werden? Um Antworten auf diese und weitere Fragen zu finden, simuliert das inhabergeführte Ingenieurbüro Merkle CAE Solutions GmbH Strömungen und strukturmechanische Prozesse. Das Ingenieurbüro macht das physikalische Verhalten von Materialien, Werkstoffen, Bauteilen und Baugruppen unter verschiedensten Belastungen sichtbar. Seit 20 Jahren befasst sich die Firma auch mit dem Thema Wasserstoff und seinen physikalischen Herausforderungen in bestimmten Simulationen.
Für den Markthochlauf von Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien spielen solche Simulationen eine bedeutende Rolle, denn sie sorgen für sichere Anlagen (z.B. Elektrolyseure) und optimierte Systeme (z.B. Brennstoffzellen, Tanks und Wasserstoffleitungen). In der Produktentwicklung helfen diese Simulationen, um ein schadensanfälliges Design auszuschließen oder ein bestimmtes Verhalten von Flüssigkeiten oder Gasen durch virtuelle Versuche vorherzusagen. Mit seinem Portfolio unterstützt Merkle CAE Solutions unter anderem Hersteller von Komponenten und Systemen in ihren Entwicklungsprozessen. So wird mithilfe einer Strömungssimulation beispielsweise der korrekte Einströmwinkel ermittelt, um Tanks mit Wasserstoff zu betanken und dabei eine Überhitzung der Materialien zu vermeiden (wie hier in einem Blog-Artikel beschrieben). Die aus den Simulationen gewonnenen Erkenntnisse zu den physikalischen Prozessen können zur Weiterentwicklung und Verbesserung von Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien dienen.
Wasserstofftechnologien hält Merkle CAE Solutions für einen aufstrebenden Markt, daher will sich das Ingenieurbüro mit den bisher gewonnen Erfahrungen in die Optimierung von Wasserstofftechnologien einbringen und seine Kompetenzen in diesem Bereich weiter ausbauen – auch über Verbundvorhaben. Um passende Partner aus Industrie und Forschung für neue Forschungsprojekte zu finden, ist das baden-württembergische Unternehmen seit 2021 Partner im Cluster Brennstoffzelle BW.
Im Projekt PESTO forschte Merkle CAE Solutions zusammen mit dem DLR von 2014 bis 2016 an der Stromdichteverteilung in einer Brennstoffzelle am Beispiel eines geraden Einkanalmodells.
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