Der Einsatz von Brennstoffzellensystemen im Flugzeug bietet die Möglichkeit, die Funktionen Energieumwandlung, Wasser- und Inertgaserzeugung mit Hilfe eines einzigen Systems zu gewährleisten. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch verringert, die Gesamteffizienz eines Flugzeuges erhöht und ein emissionsarmer Betrieb von Flugzeugen besonders am Boden ermöglicht. Das Forschungszentrum Jülich hat im Rahmen dieses Vorhabens einen Beitrag zur technologischen Weiterentwicklung solcher Brennstoffzellensysteme geleistet. Die Arbeitsziele wurden in fünf Arbeitspaketen erarbeitet. Das erste Arbeitspaket hatte zum Ziel, ein experimentell getestetes Fuel-Processing System im 5 kWel.-Maßstab bestehend aus autothermem Reformer, Wasser-Gas-Shift Reaktor, katalytischem Brenner und den erforderlichen Balance-of-Plant-Komponenten zur Verfügung zu stellen. Im zweiten Arbeitspaket wurde eine Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle mit einer elektrischen Leistung von 5 kW entwickelt und getestet. Das dritte Arbeitspaket hatte das Ziel, ein integriertes System aus Fuel-Processing-Einheit und Brennstoffzelle aufzubauen und zu testen. Dieses System hat eine Leistung von 5 kWel. und ist mit synthetischem GTL-Kerosin betreibbar. Im vierten Arbeitspaket wurde ein autothermer Reformer entwickelt, konstruiert und gefertigt, der einen molaren Wasserstoffstrom liefert, der einer elektrischen Brennstoffzellenleistung von 50 kW entspricht. Außerdem wurde ein Wasser-Gas-Shift Reaktor in der gleichen Leistungsklasse entwickelt, konstruiert und gefertigt. Das fünfte Arbeitspaket lieferte Auslegungsdaten für ein Brennstoffzellensystem in der Leistungsklasse 50 kWel. bestehend aus Hochtemperatur-Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle, autothermem Reformer, Wasser-Gas-Shift Reaktor und katalytischem Brenner.

    The use of fuel cell systems in airplanes offers functions such as energy conversion, water and inert gas production in a single system. By this means the fuel consumption is reduced, the overall efficiency of the airplane Is increased and a low emission operation, especially on ground is provided. Forschungszentrum Jülich contributed to the technological development of such fuel cell systems in this project. The objectives were worked out in five work packages. In the first work package a fuel processing system in the 5 kWe power class, consisting of an autothermal reformer, a water-gas-shift reactor, a catalytic burner and necessary balance of plant components was developed and tested. The second work package dealt with the development and test of a High-temperature Polymer Electrolyte Fuel Cell stack with 5 kW electrical power. The third work package had the objective of building an integrated system using the fuel processor and fuel cell stack developed in this project. This system was operated with GTL-kerosene producing an electrical power of 5 kW. In the fourth work package an autothermal reformer was developed, designed and manufactured, which can produce a hydrogen rich gas to operate a 50 kWe fuel cell stack. Additionally, a water-gas-shift reactor was developed, designed and manufactured in the same power class. The fifth work package delivered design data for a fuel cell system in the 50 kWe power class consisting of an HT-PEFC stack, an autothermal reformer, a watergas-shift reactor and a catalytic burner.


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    Titel :

    Öko-effiziente Flugzeugsysteme für die nächste Generation (EFFESYS). Teilprojekt Brennstoffzelle, Infrastruktur, Komponenten und System (BRINKS). Schlussbericht


    Beteiligte:
    Pasel, Joachim (Autor:in) / Samsun, Remzi Can (Autor:in) / Janßen, Holger (Autor:in) / Lehnert, Werner (Autor:in) / Peters, Ralf (Autor:in) / Stolten, Detlef (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2012


    Format / Umfang :

    169 Seiten, Bilder, Tabellen, 70 Quellen


    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch