Freiburg i. Br. - Forscher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) haben das Potenzial des Pyrolyseverfahrens ausgebaut und ein vollautomatisches System entwickelt, das für eine Vielzahl von gasförmigen und flüssigen Brennstoffen wie Erd-, Biogas oder Diesel, einsetzbar ist. Die Pyrolyse ist ein einfaches und kostengünstiges Verfahren, um aus Brennstoffen Wasserstoff in hoher Konzentration zu erhalten. Wie das ISE in einer Presseaussendung schreibt, bietet die Pyrolyse eine Alternative zu herkömmlichen Reformierverfahren. Ihre Vorteile seien ein kostengünstiger Katalysator ohne Edelmetalle, ein einfacher Aufbau und der Verzicht auf Prozesswasser. Damit entfielen weitere Komponenten und Prozessschritte wie beispielsweise eine Wasserpumpe, eine Verdampfungseinheit und die aufwändige Wasserreinigung. Neben Wasserstoff werde beim Pyrolysevorgang auch Kohlenstoff produziert, der sich am Katalysator absetzt und abgebrannt werden müsse. Für einen kontinuierlichen Wasserstoffstrom würden deshalb während des Pyrolysevorgangs zwei Reaktoren benötigt, die im Wechsel betrieben werden. Das am Fraunhofer ISE entwickelte Pyrolysesystem schalte vollautomatisch zwischen den beiden Reaktoren hin und her. Auf Grund der niedrigen Kohlenmonoxidkonzentration könne das Produktgas ohne zusätzliche, aufwändige Gasreinigungs- und Gasfeinreinigungsstufe direkt in eine Hochtemperatur PEM- oder SOFC-Brennstoffzelle geleitet und in Strom umgewandelt werden. Herzstück des Pyrolysesystems sei der Reaktor mit Katalysator. "Die ständig wechselnden Betriebsbedingungen und die beim Abbrand des Kohlenstoffs auftretenden hohen Temperaturen von über 950 °C, stellen eine grosse Herausforderung an den Katalysator dar. Bislang gibt es keinen kommerziell verfügbaren Katalysator, der für ein Pyrolysesystem geeignet ist", wird Robert Szolak zitiert, der verantwortlich für die Entwicklungen im Bereich Pyrolyse und Reformersysteme am Fraunhofer ISE ist. Bei der Entwicklung ihres Katalysators hätten die Fraunhofer-Forscher auf teure Edelmetalle verzichtet. Längere Systemstillstandzeiten seien mit dem langzeit- und thermisch stabilen Katalysator ohne Leistungseinbussen möglich. Weitere Versuche am Fraunhofer ISE hätten gezeigt, dass der entwickelte Katalysator grundsätzlich mit einer Vielzahl von Brennstoffen betrieben werden könne, zum Beispiel Propan, Methan, Biogas und Diesel. Der Katalysator sei »multifuel«-fähig und deshalb für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet, wie beispielsweise für die Bordstromversorgung oder als Batterielader im Freizeitbereich, als unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV), für eine portable, netzunabhängige Stromversorgung sowie für stationäre Anwendungen im Bereich der Kraft-Wärme-Kopplung. In einer reduzierten Variante ihres Pyrolysesystems haben die Wissenschaftler die Materialkosten um bis zu 60 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Reformersystemen gesenkt, heisst es. In diesem Fall enthält das Pyrolysesystem nur einen Reaktor, der über einen bestimmten Zeitraum Wasserstoff produziert, steht in der Presseaussendung. Zusammen mit einer Brennstoffzelle könne damit auch eine Batterie aufgeladen werden. Ist der Aufladevorgang beendet, wird der Pyrolysereaktor regeneriert, schreibt Fraunhofer-ISE. Durch diesen reduzierten Aufbau entfielen weitere verfahrenstechnische Komponenten und der Regelaufwand sei im Vergleich zum Betrieb mit zwei Reaktoren sehr viel geringer. (eg)
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