Description: Das Projekt "Entwicklung eines BtL-Reformers mt Metallmembran in Kombination mit einer PEM-Brennstoffzelle für den APU-Einsatz in Nutzfahrzeugen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für BrennstoffzellenTechnik GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens 300 ZN wurde die katalytische Dampfreformierung von GtL-Kraftstoff (Gas to Liquid) zu einem wasserstoffreichen Reformatgas erfolgreich durchgeführt. Dieser Kraftstoff wurde eingesetzt, da der im bewilligten Forschungsantrag vorgesehene Kraftstoff BtL (Biomass to Liquid) bis heute nicht kommerziell erhältlich ist. Die beiden Kraftstoffe unterscheiden sich nach Herstellerangaben nur durch den Ursprungsrohstoff, sind in der Zusammensetzung aber identisch. Es wurden sowohl die Reformer-Brenner-Einheit des Vorgängerprojektes 218 ZN als auch vier weitere Reformer-Brenner-Einheiten, die mit Katalysatoren verschiedener Hersteller beschichtet wurden, betrieben und experimentell untersucht. Anhand des Vergleichs von Umsatzraten und Kohlenstoffabscheidungen wurde eine Reformer-Brenner-Einheit mit Katalysatorbeschichtung der Süd-Chemie AG für den Aufbau des Membranreformers ausgewählt. Die Palladiummembranen (Pd-Membranen) wurden mit zwei unterschiedlichen Membranstrukturen und zwei verschiedenen keramischen Zwischenschichten (Yttrium stabilisiertes ZrO2, kurz: YSZ und Titandioxid, kurz: TiO2) hergestellt. Die Zwischenschichten wurden im Hinblick auf hohe Stickstoffpermeanzen und kleine maximale Porendurchmesser optimiert. Insgesamt konnten im Projektverlauf zehn Palladiummembranen durch ein optimiertes und der Rohrgeometrie angepasstes electroless plating Verfahren gefertigt und getestet werden. Die Oxidationsbeständigkeit der metallischen Stützstruktur und die Stabilität der keramischen Zwischenschicht sind auch zu Projektabschluss noch als problematisch anzusehen. Die thermozyklische Belastbarkeit der keramischen Zwischenschicht wurde durch Zyklen mit langsamer und schneller Aufheizgeschwindigkeit bis 700 Grad C getestet. Die YSZ-Zwischenschicht ist thermisch stabil und zeigt Abweichungen der N2- Permeanzen von weniger als 10 Prozent. Die TiO2-Zwischenschicht ist thermisch instabil, da mit jedem thermischen Zyklus die N2-Permeanz abnimmt. Die Pd-Membranen wurden erfolgreich bis zu einem Druck von 8 bar und Temperaturen bis 800 Grad C getestet. Auf beiden Zwischenschichten konnten zusammenhängende dichte Pd-Schichten erzeugt werden. Auf der porösen YSZ-Schicht bildete sich eine sehr raue Pd-Schicht. Auf der glatten TiO2-Schicht wurde die Bildung einer weniger porösen Pd-Schicht beobachtet. Die in diesem Vorhaben hergestellten Membranen weisen gegenüber den Membranen des Vorgängerprojektes deutlich verbesserte Eigenschaften auf. So konnte die H2/N2-Permselektivität von Werten zwischen 20 und 40 auf Werte zwischen 100 und 400 verbessert werden. In einem Fall wurden Permselektivitäten bis 1600 erreicht. Überhitzer-Mischer-System und eine Verdampfer-Überhitzer-Mischer-Kombination integriert und untersucht. Des Weiteren wurde ein Retentatrückführungssystem realisiert, wofür drei Hochtemperatur- Drosseln entwickelt und untersucht wurden. (Text gekürzt)
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Kraftstoff ? PEM-Brennstoffzelle ? Titandioxid ? Katalysator ? Yttrium ? Metallischer Werkstoff ? Nachwachsender Rohstoff ? Nutzfahrzeug ? Gasförmiger Stoff ? Biomass-To-Liquid ? Wasserstoffherstellung ? Dampfreformierung ? Antriebstechnik ? Biomassenutzung ? Membran ? BtL-Reformer ? Synthetischer Biokraftstoff ?
Region: Nordrhein-Westfalen
Bounding box: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2008-12-01 - 2011-09-30
Webseite zum Förderprojekt
http://www.zbt-duisburg.de/fileadmin/user_upload/01-aktuell/05-publikationen/06-Projektberichte/AiF300ZN-Schlussbericht.pdf (Webseite)Accessed 1 times.