Das Projekt "Weiterentwicklung und Anwendung eines MCFC-Stapelmodells" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik durchgeführt. Hochtemperaturbrennstoffzellen wie die MCFC bieten die Möglichkeit der direkten internen Reformierung (kurz: DIR). Dabei wird der zur Erzeugung von elektrischem Strom benötigte Wasserstoff direkt im Anodenkanal der Brennstoffzelle aus kurzkettigen Kohlenwasserstoffen, meist Methan, gewonnen. Im Vergleich zur Herstellung von Wasserstoff außerhalb der Zelle, der bei Niedrigtemperaturzellen üblichen externen Reformierung (kurz: ER), ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen ist das DIR mit einer geringeren Anzahl von Apparaten zu realisieren, wodurch das System kleiner und tendenziell günstiger wird. Zum anderen sind die endothermen Reformierungsreaktionen und die exothermen elektrochemischen Reaktionen stofflich und energetisch gekoppelt. Dadurch werden nicht nur die Gleichgewichte beider Reaktionen in Richtung hoher Umsätze verschoben, sondern der Wärmebedarf der Reformingreaktion wird unmittelbar durch die sonst konvektiv abzuführende Reaktionswärme der elektrochemischen Reaktion gedeckt. Das im Rahmen des vorherigen Projektes 'Modellierung und experimentelle Validierung einer Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC)' erstellte Modell eines symmetrischen MCFC-Stapelausschnitts besteht aus 4 Zellen sowie einer Reformierungseinheit (IIR). Die für das Modell benötigten Parameter werden unter Verwendung von Messdaten ermittelt bzw. aus detaillierten Modellen bestimmt. Insbesondere die Beschreibung der Reaktionskinetiken wird durch die Verwendung von experimentellen Ergebnissen überarbeitet. Anschließend werden Designparameter sowie die Eingangs-Parameter des Modells in Bezug auf den Wirkungsgrad optimiert.
Das Projekt "Teilprojekt: Innovative Katalysatoren für die hydrothermale Umwandlung von Biomasse zu flüssigen Energieträgern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung eines katalytischen Prozesses zur Umsetzung verschiedenartiger realer Biomassen zu einem Gemisch von gesättigten bzw. aromatischen Kohlenwasserstoffen. Dabei soll der Prozess nicht mit extern zugeführtem Wasserstoff arbeiten, sondern es sollen die Abbauprodukte der Biomasse zum Teil in einer Flüssigphasenreformierung zu Wasserstoff umgesetzt werden, der dann unmittelbar zur Hydrierung des anderen Teils der Abbauprodukte genutzt wird. Ein wichtiger Bestandteil des Projektes ist die Katalysatorherstellung und -untersuchung, insbesondere für die direkte Kopplung von Reformierung und (Transfer)Hydrierung. Um die notwendigen Katalysatoren zu erhalten, sind folgende Arbeitsschritte essentiell. 1.) Die Untersuchung kommerziell erhältlicher Katalysatoren, v. a. Edelmetalle z.B. Pt/Ru auf verschiedenen porösen Trägern 2.) Die Entwicklung und Synthese problemangepasster Katalysatoren. 3.) Die umfassende physikalisch-chemische Charakterisierung der Katalysatoren (chem. Analyse, N2-Sorption, Chemisorption (CO/ H2), TPR/ TPO, XRD, XPS). 4.) Die Katalysatorauswahl und -präparation für kinetische Untersuchungen und Reaktormodellierung (AP 3). 5.) Die Optimierung der Katalysatoreigenschaften hinsichtlich der Besonderheiten realer Biomasse und die Evaluierung der Ursachen möglicher Desaktivierung. 6.) Die Erarbeitung von Optionen zum Up-scaling der Synthesen sowie Tests zur Stabilität, Regenerierung und Rückgewinnung.
Das Projekt "Teilprojekt: Reaktionstechnische Untersuchungen und Modellierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik, Professur für Chemische Verfahrens- und Anlagentechnik durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Weges zur Herstellung eines Gemisches von gesättigten bzw. aromatischen Kohlenwasserstoffen aus verschiedenartigen Biomassen, das als Treibstoff oder Grundstoff für die chemische Industrie genutzt werden kann. Es wird angestrebt, diese Veredlung nicht, dem Stand der Technik entsprechend, durch eine Hydrierung mit extern zugeführtem Wasserstoff durchzuführen, vielmehr sollen die Abbauprodukte der Biomasse durch eine Kopplung von Reformierung und Hydrierung bzw. durch Transferhydrierung in einem technisch einfachen Prozess ohne zusätzliche Wasserstoffzufuhr umgesetzt werden. Damit soll ein neuartiger Umwandlungsweg insbesondere für Biomassen wechselnder Eigenschaften geschaffen werden. Der Arbeitsplan orientiert sich an den einzelnen Teilschritten des geplanten Prozesses. Diese werden zunächst anhand von Modellsubstanzen untersucht um anschließend den Gesamtprozess mit realer Biomasse zu betrachten. Die einzelnen Teilaspekte des Projektes werden entsprechend der Fachgebiete der einzelnen Projektpartner aufgeteilt. Die Professur für Chemische Verfahrens- und Anlagentechnik an der TU Dresden befasst sich dabei besonders mit den reaktionstechnischen Untersuchungen und der Prozessmodellierung. Die Ergebnisse dieser Modellierung bilden einen der Grundsteine für den Aufbau einer Laboranlage. Diese dokumentiert die enge Zusammenarbeit aller Projektpartner.
Das Projekt "Pilotanlage Steam-Reforming (KE 2007 offen)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften (E166) durchgeführt. Inhalt des Projektes ist die Planung und der Bau einer mobilen Versuchs-Anlage zum Dampf-Reformieren von Biogas und Durchführung von Funktions-Tests an der Biogas-Anlage in Strem. Ziel ist ein Teilstrom des Biogas vollständig zu reformiren und so bis zu 20Prozent Wasserstoff im Biogas vor dem Eintritt in den Gasmotor zu erhalten.