TY - THES

T1 - Machbarkeitsstudie eines Ethanol-betriebenen Hochtemperaturbrennstoffzellensystems als Range Extender

AU - Lichtenberger, Klemens

N1 - gesperrt bis 07-05-2020

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - Fossile Treibstoffe haben sich aufgrund ihrer hohen Energiedichte und weltweiten Verfügbarkeit durchgesetzt und bilden die Basis unserer täglichen Mobilität. Die begrenzten Ressourcen veranlassen uns mit alternativen Treibstoffen zu experimentieren und neue Möglichkeiten der Fortbewegung zu erfinden. Ein mit Diesel betriebenes bestehendes Brennstoffzellensystem wurde auf die Einsetzbarkeit von Ethanol als Brennstoff untersucht. Dabei wurde ein Reformer am Prüfstand aufgebaut und Versuche mit reinem Ethanol durchgeführt. Es wurden das Verbrennungsluftverhältnis, die Rezirkulationsrate des Anodenabgases und die Leistung variiert. Das Produktgas wurde jeweils auf die Zusammensetzung hin untersucht und es zeigte sich in bestimmten Bereichen der katalytischen partiellen Oxidation eine beträchtliche Wasserstoffausbeute. Bei Lastwechseln des Reformers konnte auch Rußbildung beobachtet werden. Zusätzlich wurde untersucht, ob Dampfreformierung mit dem bestehenden System möglich ist, oder ob weitere Anpassungen vorzunehmen sind. Dabei wurde Ethanol in verschiedenen Mischungsverhältnissen mit Wasser vermengt und als Brennstoff verwendet. Validiert wurden die Ergebnisse von einem Kollegen mittels einer Simulation des Reformers und des Gesamtsystems im Programm MathWorks Matlab/Simulink. Außerdem wurde untersucht, ob der Startbrenner des Brennstoffzellensystems mit den hohen Wassergehalten im Treibstoff noch zuverlässig zündet und das System auf die für die Reformierung erforderliche Temperatur bringen kann. Bei näheren Untersuchungen und entsprechender Weiterentwicklung kann der Wirkungsgrad des mit Ethanol betriebenen Brennstoffzellensystems noch gesteigert werden.

AB - Fossile Treibstoffe haben sich aufgrund ihrer hohen Energiedichte und weltweiten Verfügbarkeit durchgesetzt und bilden die Basis unserer täglichen Mobilität. Die begrenzten Ressourcen veranlassen uns mit alternativen Treibstoffen zu experimentieren und neue Möglichkeiten der Fortbewegung zu erfinden. Ein mit Diesel betriebenes bestehendes Brennstoffzellensystem wurde auf die Einsetzbarkeit von Ethanol als Brennstoff untersucht. Dabei wurde ein Reformer am Prüfstand aufgebaut und Versuche mit reinem Ethanol durchgeführt. Es wurden das Verbrennungsluftverhältnis, die Rezirkulationsrate des Anodenabgases und die Leistung variiert. Das Produktgas wurde jeweils auf die Zusammensetzung hin untersucht und es zeigte sich in bestimmten Bereichen der katalytischen partiellen Oxidation eine beträchtliche Wasserstoffausbeute. Bei Lastwechseln des Reformers konnte auch Rußbildung beobachtet werden. Zusätzlich wurde untersucht, ob Dampfreformierung mit dem bestehenden System möglich ist, oder ob weitere Anpassungen vorzunehmen sind. Dabei wurde Ethanol in verschiedenen Mischungsverhältnissen mit Wasser vermengt und als Brennstoff verwendet. Validiert wurden die Ergebnisse von einem Kollegen mittels einer Simulation des Reformers und des Gesamtsystems im Programm MathWorks Matlab/Simulink. Außerdem wurde untersucht, ob der Startbrenner des Brennstoffzellensystems mit den hohen Wassergehalten im Treibstoff noch zuverlässig zündet und das System auf die für die Reformierung erforderliche Temperatur bringen kann. Bei näheren Untersuchungen und entsprechender Weiterentwicklung kann der Wirkungsgrad des mit Ethanol betriebenen Brennstoffzellensystems noch gesteigert werden.

KW - Brennstoffzelle

KW - Reformierung

KW - Diesel

KW - Ethanol

KW - Startbrenner

KW - SOFC

KW - Range Extender

KW - Wasserstoff

KW - Rußbildung

KW - Dampfreformierung

KW - partielle Oxidation

KW - SOFC

KW - fuel cell

KW - steam reforming

KW - partial oxidation

KW - diesel

KW - ethanol

KW - startburner

KW - hydrogen

M3 - Masterarbeit

ER -