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Integrated low temperature methanol steam reforming and high temperature polymer electrolyte membrane fuel cell

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Innovative Technologie für portable Brennstoffzellen

Ausschlaggebend für den Erfolg portabler Brennstoffzellen sind niedrige Preise, leichte Justierbarkeit und einfache Entsorgung. EU-finanzierte Wissenschaftler entwickelten nun eine moderne Technologie für die Wasserstoffversorgung.

Industrielle Technologien
Energie

Als Alternative zu herkömmlichen Energieträgern wie fossilen Brennstoffen bietet Wasserstoff eine optimale, weil umweltfreundliche und effiziente Energieversorgung für stationäre und mobile Geräte und den Verkehrssektor. Noch sind allerdings mehrere Hürden zu nehmen, bevor sich Wasserstoff als Energielösung der Zukunft präsentieren kann. Schwierig sind etwa Lagerung und Transport, insbesondere bei mobilen Anwendungen. Das EU-finanzierte Projekt BEINGENERGY (Integrated low temperature methanol steam reforming and high temperature polymer electrolyte membrane fuel cell) präsentierte den Prototyp eines Brennstoffzellenstromversorgers mit besserer Leistung als bei ähnlichen Technologien. Die neue integrierte Lösung arbeitet mit einem Methanolreformer und einer Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle (high-temperature polymer electrolyte membrane fuel cell, HT-PEMFC). Vor allem sollte die Methanolreformierung bei Temperaturen unter 200 ° C stattfinden können. Die Umwandlung von Methanol in Wasserstoff unter Niedrigtemperatur vereinfacht den gekoppelten Betrieb, da der endothermen Reformierung durch die starke exotherme Reaktion der HT-PEMFC Wärme zugeführt wird. Durch Kopplung von HT-PEMFC und Methanolreformer kann der Wirkungsgrad der Brennstoffzelle also um fast 14% erhöht werden. Das integrierte System ist kompakt, einfach zu bedienen und übertrifft sogar die Vorgaben des Gemeinschaftsprogramms Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU) der Europäischen Kommission. Mit seiner Katalysatorfunktion und der niedrigen Betriebstemperatur senkt der Reformer den Kohlenmonoxidausstoß, was Leistung und Lebensdauer der Brennstoffzelle erhöht. Entwickelt wurden weiterhin zwei sehr viel versprechende Kupfer- und Palladiumkatalysatoren für eine effizientere Wasserstofferzeugung. Beide eignen sich für unterschiedliche Konfigurationen des Reformers. Im Gegensatz zu herkömmlichen röhrenförmigen Methanolreformern wurde das neue System so konzipiert, dass der Wärmeübergang über das Festbett hinweg einheitlich ist. Die fortschrittliche Technologie von BEINGENERGY stärkt die europäische Spitzenposition bei der Entwicklung und Kommerzialisierung kleiner und mittelgroßer Brennstoffzellen für die Stromversorgung. Die effizienten und kostengünstigen Energie- und Speichertechnologien des Projekts können auch anderen Branchen zugute kommen, etwa Elektrofahrzeugen.

Schlüsselbegriffe

Wasserstoff, BEINGENERGY, Methanolreformierung, Stromversorgung mit Brennstoffzellen, PEM-Brennstoffzelle

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