kraftwerk TUBES GmbH

kraftwerk entwickelt und fertigt in Dresden fortschrittliche Festoxid-Brennstoffzellen (aSOFC). Kern der Technologie ist eine metall-keramische Röhrenzelle: eine ultradünne nanokristalline keramische Funktionsschicht auf einem mechanisch robusten Rohrträger. Die Zelle wandelt die chemische Energie des Kraftstoffs elektrochemisch in elektrische Energie um; die primäre Energieumwandlung erfolgt damit ohne Verbrennungsmotor.

Der Unterschied zu planaren Festoxidzellen liegt in der Thermomechanik. Die tubulare Architektur verträgt schnelles Aufheizen und Abkühlen sowie wiederholte Thermozyklen bei SOFC-Betriebstemperatur von rund 800 bis 850 °C; in der Validierung durchlief ein Stackmodul 30 Thermozyklen zwischen etwa 400 und 850 °C. Genau daran scheitern planare Bauformen — und genau deshalb sind mit dieser Architektur auch mobile Anwendungen erreichbar.

Der Methanbetrieb ist durch eigene Testkampagnen belegt. Ausgelegt ist die Plattform darüber hinaus für Wasserstoff und reformierbare Kraftstoffe: Erdgas und LNG, Biogas, Methanol und synthetische Kohlenwasserstoffe. Ammoniak erfordert eine vorgeschaltete Umwandlung. Methan wird intern reformiert — die dabei zurückgewonnene Abgaswärme geht als chemische Energie in den Prozess zurück. Bei dynamischen FTIR-Messungen wurde unter den geprüften Bedingungen kein NOx innerhalb der Messgenauigkeit nachgewiesen.

Der Aufbau ist durchgehend modular: Mehrere TUBES bilden einen STACK; der STACK sitzt mit der Einspritzdüse in einer BOX; BOX, Isolierung, Steuerung, Systemkomponenten und Leistungselektronik ergeben ein MODUL. Gefertigt wird in modularen 10-Zellen-Baublöcken. So entstehen Systeme von der 30-kW-Klasse als Bausteineinheit bis in den Megawattbereich — für stationäre Versorgung, Rechenzentren und maritime Anwendungen. Für Fahrzeuge setzt kraftwerk daraus das SURFBOARD zusammen: das komplette Energiesystem an Bord aus aSOFC-MODUL, Batterie-MODUL, Ultrakondensatoren und Tank. Der Stromerzeuger selbst kommt ohne Platingruppen-Katalysator und ohne lithium- oder kobaltbasierte Speichermaterialien aus; das reduziert die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffmärkten.

Die aSOFC-Kernplattform ist mit TRL 7 bewertet; einzelne Subsysteme und Anwendungskonfigurationen stehen auf unterschiedlichen Reifegraden. kraftwerk hält 33 erteilte Patente. In einem mehrjährigen Entwicklungsprogramm mit Volkswagen wurden gemeinsam modulare Stack-Module-Boxes aufgebaut und technisch vermessen (Projektabschlussbericht 2021); 2024 folgte eine von Volkswagen bestätigte Industrialisierungs- und Kostenbetrachtung. 2025 gewann das Unternehmen die Climatech Challenge der EGYPES in Kairo.