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Umweltfreundliche Energieanlagen für die Zukunft

Wärme- und Kraftanlagen auf der Basis der Brennstoffzellen-Technologie können einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen Energieerzeugung leisten. Bahnbrechende neue Technologien haben die Kosten dieser Anlagen reduziert, und eine Marktanalyse hat künftige potenzielle Kunden ausfindig gemacht.

Energie

Brennstoffzellen können eine Lösung für das sehr große Problem der Energieversorgung liefern, während dieser Prozess der Energieerzeugung gleichzeitig sauber und sicher für die Umwelt ist. Auf dieser Technologie basierende Motoren wandeln im Grunde die chemische Energie des Wasserstoffs (dem einfachsten Brennstoff) in elektrische Energie um. Die Umwandlung findet mittels einer einfachen Oxidations-Reduktionsreaktion unter Mitwirkung eines spannungsführenden Elektrolyts statt. Die Oxidation von Wasserstoff an der Kathode und die Reduktion von Sauerstoff aus der Luft an der Anode führen zur Bildung von Wasser und elektrischem Strom. Im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren, deren Wirkungsgrad durch die Gesetze der Thermodynamik begrenzt ist, arbeiten Brennstoffzellen weitaus effizienter. Die Karbonatschmelzen-Brennstoffzellen (MCFC) verwenden eine geschmolzene Lösung aus Lithium-/Natrium-/Kaliumkarbonat (Li/Na/K) 2CO3 als Elektrolyt. Die hohen Kapitalkosten von mit Brennstoffzellen betriebenen Kraftwerken behindern ihre industrielle Anwendung. Die hohen Kosten sind hauptsächlich auf die Kosten für Werkstoffe und Lager zurückzuführen und können mit dem höheren Wirkungsgrad und den geringen Kosten für das Verbrennen von Brennstoff nicht ausgeglichen werden. Im Rahmen dieses Projekts wurde das hochinnovative System SMARTER entwickelt, das zwar niedrige Energiekosten aufweist, die aber im Vergleich zu konkurrierenden Technologien, wie z.B. dem Gasmotor, nicht gering genug sind. Das System ist nach der Modulbauweise gefertigt und jedes Modul besteht aus drei DIR-MCFC-Speichern (DIR - Direct Internal Reforming) mit jeweils 20 Zellen. Reformieren von Brennstoff bezeichnet die Herstellung von Wasserstoff aus anderen Kohlenwasserstoff-Brennstoffen, in diesem Fall Erdgas. Es ist der einzige Schritt innerhalb des gesamten Prozesses, bei dem sehr geringe Mengen von Schadstoffen wie Kohlenoxid (CO) und Stickstoffoxide (NO) produziert werden. Umfassende Marktanalysen haben gezeigt, dass eine DIR-MCFC-Anlage mit einer Leistung von 400 kW und kombinierter Erzeugung von Kraft und Wärme/Kälte bei Wettbewerbsfähigkeit weitreichende Anwendungen haben würde. Krankenhäuser, Freizeitzentren, Hotels, Treibhäuser und die lichtverarbeitenden Industrien sind attraktive potenzielle Nutzer.

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21 Oktober 2020