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FP7

FCGEN — Ergebnis in Kürze

Project ID: 277844
Gefördert unter: FP7-JTI
Land: Slowenien

Dieselbrennstoffzelle erzeugt saubere Energie an Bord

Forscher haben einen dieselbetriebenen Brennstoffzellensystem für Transportanwendungen entwickelt und erfolgreich seine Funktionalität im autonomen Betriebsmodus demonstriert. Das getestete System führte vollautomatische Betriebszyklen durch, einschließlich der Verfahren beim Hoch- und Herunterfahren sowie Langzeitbetriebstests.
Dieselbrennstoffzelle erzeugt saubere Energie an Bord
Ein hoher Wirkungsgrad, geringe Emissionen und leiser Betrieb sind die wichtigsten Treiber hinter Brennstoffzellensystemen, die als Hilfsaggregate (Auxiliary Power Units, APU) in mobilen Anwendungen, z.B. LKW, Wohnwagen oder Yachten, eingesetzt werden können. Allerdings funktionieren Protonenaustauschmembranen (PEM) effizienter mit Wasserstoff statt mit den allgegenwärtigen Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen wie Diesel, die man an den Tankstellen erhält.

Im Rahmen von FCGEN (Fuel cell based power generation) haben Forscher erfolgreich ein Bord-Diesel-Brennstoffzellensystem entwickelt, das LKWs auf effiziente Weise mit Strom versorgt. Bordeigene Kraftstoffreformierung eliminiert die Notwendigkeit für eine Wasserstoff-Infrastruktur, da die APU den gleichen Brennstoff verwendet, wie der Hauptmotor.

Das APU-System, das auf der Brennstoffzellentechnologie PEM basiert, besteht aus der Brennstoffzelle, dem autothermen Reformer, den Balance-of-Plant-Komponenten für Wärme, Luft und Wassermanagement sowie das Stromaufbereitungsmodul und die elektronische Steuereinheit (ECU). Katalytische Technologien werden für die Systemheizung beim Starten, Kraftstoffreformierung und Reinigung sowie für die Anoden-Gasverbrennung eingesetzt.

Die Wasserstoffgewinnung aus dem Dieselkraftstoff wird durch autotherme Reformierung erreicht, einer katalytischen Reaktion, bei der der Dieselkraftstoff in Wasserstoff, Wasserdampf, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid zerlegt wird. Das Kohlenmonoxid wird dann in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. Das Wasser wird durch das System zurückgewonnen und ist somit selbsttragend. Das Kohlendioxid wird in die Umwelt freigesetzt. Doch der Kraftstoffverbrauch ist ca. 80% niedriger als der von Verbrennungsmotoren im Leerlauf und auch die erzeugte Menge an Kohlendioxid wird um 80% verringert.

Das System wurde ursprünglich für den Einsatz in LKW oder Freizeitfahrzeugen und Yacht-Anwendungen entwickelt. Es erzeugt bis zu 3 kW Strom und kann leicht für größere Leistungsbereiche modifiziert werden. Bei Flugzeugen, zum Beispiel, kann es Klimaanlagen und Kühlsysteme versorgen. Neben der Senkung von Kohlendioxid-Emissionen ist das System auch geräuscharm, was in mobilen Anwendungen sehr geschätzt wird.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Transport

Schlüsselwörter

Diesel, Brennstoffzelle, Lkw, Wasserstoff, FCGEN, Kraftstoffreformierung, Leistung, Steuerung
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