Vor-Ort-Produktion von Wasserstoff für Autos
Brennstoffzellen und Wasserstofftechnologien werden voraussichtlich bei der Unterstützung der EU, ihre Emissionsziele für 2020 zur Verringerung von Treibhausgasen zu erreichen, eine entscheidende Rolle spielen. Doch trotz technischer Verbesserungen gibt es immer noch zahlreiche Hürden für eine groß angelegte Einführung dieser Technologien auf dem Markt, wie etwa der Mangel an Infrastruktur und die hohen Produktionskosten. Die Wasserstoffproduktion direkt vor Ort würde es viel bequemer machen, Brennstoffzellenautos zu betanken. Die im Rahmen des Projekts der NEMESIS2+ (New method for superior integrated hydrogen generation system 2+) entwickelte Technologie könnte als Brücke dienen, um die notwendige Wasserstoffinfrastruktur zu schaffen, während gleichzeitig zentrale Fragen im Zusammenhang mit der Wasserstoffproduktion gelöst werden könnten. Die Forscher entwickelten erfolgreich ein kleines Prototyp-System, das problemlos in bestehende Tankstellen integriert werden kann. Dieser torkommerzielle Wasserstoffgenerator läuft mit Biodiesel und produziert 50 Nm3 Wasserstoff pro Stunde. Ein Ein-Reformer-Konzept, das die Per-Former-Stufe aus dem ursprünglichen NEMESIS-Projekts entfernt, wird die Kompaktheit des neuen Reaktors erhöhen und die Investitionskosten reduzieren. Das neue Design umfasst einen Dual-Brennstoff-Brenner, sodass sowohl Gas aus dem Wasserstoffanlagenmodul als auch flüssige Brennstoffe verarbeitet werden können. Durch die Verwendung von flüssigen Brennstoffen mit Dampfreformierungstechnologie konnte das neue System bei höheren Drücken (12 bar) betrieben, die Kapazität durch die Verwendung einer modifizierten Rohrreformierungstechnologie hochskaliert und Produktionskosten gesenkt werden. Bis jetzt waren die Methoden für die Wasserstoffproduktion teuer und nicht nachhaltig und verwendeten entweder fossile Brennstoffquellen wie Erdgas oder Wasserelektrolyse, die derzeit weniger effizient ist. Die Wasserstoffproduktion aus Biodiesel kann für den Moment eine saubere Alternative bieten, ist jedoch ein schwieriger Prozess. Die Deaktivierung der Katalysatoren, die von Schwefelverunreinigungen auf ihrer Oberfläche verwendet werden, bewirkt eine Verringerung in der Menge an erzeugtem Wasserstoff. Um den Schwefelgehalt zu reduzieren, bauten die Projektmitarbeiter erfolgreich ein Entschwefelungsmodul, das auf dem Prinzip der flüssigen Phasenadsorption beruht. Sie führten zahlreiche Experimente durch, um die optimalen Betriebsbedingungen zu identifizieren. Auf diese Weise konnte das Team hochwertigen Wasserstoff mit einer Reinheit von nahezu 100% produzieren, der einen Systemwirkungsgrad in Höhe von 70% aufweist. Das Prototyp-System von NEMESIS2+ kann in bestehende Infrastruktur integriert werden, was die Wasserstoffproduktion aus Biodiesel direkt vor Ort an herkömmlichen Tankstellen möglich macht. Darüber hinaus kann es Anwendung für Prozesse innerhalb der Glas- und Stahlindustrie finden.
Schlüsselbegriffe
Wasserstoffproduktion, Brennstoffzellenautos, Biodiesel, NEMESIS2+
