Um Polyelektrolytmembran- Brennstoffzellen als Energieversorgung für Fahrzeuganwendungen in den Markt einzuführen, ist es erforderlich, Verfahren zu entwickeln, in denen Wasserstoff an Bord eines Fahrzeugs bereitgestellt wird. Neben der Wasserstoffbetankung wird diskutiert, Wasserstoff durch die katalytische Spaltung von herkömmlichen Kraftstoffen, durch die sogenannte Reformierung, zu erzeugen. Insbesondere die katalytische partielle Oxidation als eine Verfahrensvariante der Reformierung bietet den Vorteil der großen, schnellen Wärmeerzeugung und des geringen Aufwands zur Wasserdampfbereitstellung. Im Rahmen dieser Dissertation wird die katalytische partielle Oxidation in Hinblick auf ihr Kaltstart- und Lastwechselverhalten untersucht, dessen Verständnis die Voraussetzung für eine erfolgreiche Fahrzeugapplikation ist. Es wird der Einfluss von fahrzeugrelevanten Betriebsparametern auf Kaltstart und Lastwechsel wie Katalysatortechnologie, Betriebsdruck, Betriebspunkt und Raumgeschwindigkeit ermittelt. Die Ergebnisse der Kaltstart- und Lastwechseluntersuchungen werden in Abhängigkeit dieser Einflussgrößen diskutiert, wobei die entsprechende Einflussgröße variiert wird, während alle weiteren Einflussgrößen konstant gehalten werden. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wird ein neuartiges Reformerkonzept abgeleitet, das den Kaltstart beschleunigt und das Betriebsverhalten im unteren und oberen Lastbereich verbessert. Es werden besonders geeignete Kaltstart- und Lastwechselstrategien für dieses Reformerkonzept gezeigt.

    In order to introduce polyelectrolyte membrane fuel cells as energy supply for vehicle applications to the market, methods have to be developed to supply hydrogen on board a vehicle. Apart from hydrogen fuelling, generating hydrogen by means of catalytic conversion of conventional hydrocarbon fuels, i.e. reforming or fuel processing, is mainly being discussed. Especially the catalytic partial oxidation as one method of fuel processing shows advantages in large, rapid beat generation and little effort for steam generation. In this dissertation the catalytic partial oxidation regarding its cold start and transient behaviour is examined, its understanding being a precondition for a successful application to a vehicle. The influence of vehicle-related process parameters on cold start and transients as catalyst technology, process pressure, operating point and space velocity is determined. Results of the cold start and transient examination are discussed according to the aforementioned process parameters. The corresponding parameter is varied, whereas the remaining parameters are kept constant. The drawn conclusions lead to a new concept for a fuel processor, accelerating cold start as well as improving performance in lower and higher power regions. Particularly appropriate cold start and transient operating strategies for this concept are presented.


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    Titel :

    Kaltstart- und Lastwechselverhalten der Onboard-Wasserstofferzeugung durch katalytische partielle Oxidation für Brennstoffzellenfahrzeuge


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2008


    Format / Umfang :

    131 Seiten, Bilder, Tabellen, 68 Quellen




    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch