Den Rohstoff Abfall zu Strom machen
Hochtemperatur-Festoxidbrennstoffzellen (Solid Oxide Fuel Cells, SOFC) haben bereits Im Mittelpunkt vieler Entwicklungsaktivitäten gestanden. Sie sind auf die verfügbaren fossilen Brennstoffe und deren vorhandene Transport- und Lieferkette angewiesen. Außerdem sind sie kostengünstig und äußerst effizient. Brennstoffzellen sind sauber, umweltfreundlich und zuverlässig. Ob es sonnig oder windig ist, spielt im Falle dieser Technik keine Rolle. Ein innovativer Weg, um einer Festoxidbrennstoffzelle brennbares Gas zuzuführen, ist die sogenannte Vergasung von Biomasse, bei der brennbare Gase wie Methan, Kohlenmonoxid und Wasserstoff bei der Verbrennung organischer Abfälle freigesetzt werden. Diese Gase können dann in den Brennstoffzellen von Autos oder eines elektrischen Generators zum Einsatz kommen. Das Projekt mit dem Titel "Biomass fuel cell utility system" (Biocellus) wurde initiiert, um zwei der wichtigsten Herausforderungen anzugehen, die der Nutzung von Biomasse und landwirtschaftlichen Rückständen in Festoxidbrennstoffzellen, vor allem im Mittelmeerraum und in den südeuropäischen Ländern, im Wege stehen. Erstens erfordert die Anwendung von Festoxidbrennstoffzellen innovative Abgasreinigungstechnik, um Schadstoffe wie Teer aus der vergasten Biomasse zu entfernen. Zweitens müssen die Systeme auch bei relativ geringen Ausgangsleistungen sehr effizient sein. Die Forscher bauten einzelne Prüfstände für Festoxidbrennstoffzellen und testeten sie an verschiedenen Standorten, die Gas mit unterschiedlichen Mengen an Teer produzierten, um die Anforderungen an die Abgasreinigungseinheit zu bestimmen. Die Festoxidbrennstoffzelle war auch bei relativ hohen Teergehalten im Biogas funktionsfähig. Die Forscher stellten überdies fest, dass eine Heißgasreinigung (bei über 600 Grad Celsius), die Einführung von Heatpipes und der Einsatz von gegen Kohlenstoffabscheidung resistenten Anodenmaterialien erforderlich waren, um hohe Wirkungsgrade eines SOFC-Stack-Designs, integriert mit einem Biomassevergaser, zu gewährleisten. Die Testsysteme wiesen eine minimale Degradation aufgrund von Holzgas, eine hohe Effizienz und höchste Ausgangsleistung eines mit Holzgas arbeitenden SOFC-Systems auf, über das jemals in der Literatur berichtet wurde. Dem Biocellus-Projekt gelang letztlich die Verbesserung des technischen Stands biomassebetriebener Brennstoffzellen und die Herstellung hocheffizienter Hochleistungseinheiten für die Umwandlung des Rohstoffs Biomasse in elektrische Energie. Kleine landwirtschaftliche Einheiten im Mittelmeerraum und in südeuropäischen Ländern könnten nun ihre organischen Abfälle nutzen, um elektrischen Strom für Hof, Haus und technische Anlagen zu erzeugen, Kosten senken und die Wettbewerbsfähigkeit steigern, während gleichzeitig etwas für den Umweltschutz getan wird.
