Im Beitrag wird die Anwendbarkeit einer Direkten Methanolbrennstoffzelle für den Bergbau und Tunnelbau untersucht. Schwerpunkte stellen dabei die Funktionsweise der DMFC, die Simulation von Betriebsbedingungen unter Tage, ein DMFC-Antriebskonzept sowie rechtliche Aspekte dar. Aufgrund der bisherigen positiven Untersuchungsergebnisse werden die FE-Arbeiten fortgesetzt. Folgende Grundlagen und Erkenntnisse sind dafür ausschlaggebend: Eine DMFC arbeitet mit einer wässrigen Methanollösung als Energielieferanten. Die Methanollösung (CH3OH + H2O) wird bei Anwesenheit eines Katalysators in Kohlendioxid, Wasserstoff-Protonen und Elektronen aufgespaltet. Die Protonen wandern durch die protonendurchlässige Membran von der Anoden- zur Kathodenseite und reagieren dort mit dem Sauerstoff zu Wasser. Dieser Vorgang erzeugt eine elektrische Spannung, die einen Stromfluss durch einen außen angelegten Leiter ermöglicht. Der DMFC-Antrieb besteht aus einem Brennstoffzellenaggregat mit mehreren Stacks. Der Brennstoff Methanol wird dem Aggregat aus einem Tank über eine Dosiervorrichtung und eine Pumpe zugeführt. Hinter den Brennstoffzellen ist ein Membranmodul zur Kohlendioxid-Entfernung geschaltet. Das auskondensierte Wasser wird dann dem Anodenkreislauf zugeführt und vermischt sich dort mit dem Methanol auf die gewünschte Konzentration. Laboruntersuchungen an der TU Clausthal ergaben, dass die DMFC auch unter den erhöhten Anforderungen im Berg- und Tunnelbau betrieben werden kann. Belastungen durch Schwingungen, Stöße und Neigungen zeigten kein Nachlassen der Leistung der Brennstoffzelle, ebenso die Zufuhr von grubengasbelasteter Luft. Ein Einsatz muss sich an den geltenden Regelwerken orientieren, neue Regelwerke sind aber auch erforderlich.
Untersuchung einer Direkten Methanolbrennstoffzelle für den Einsatz im Berg- und Tunnelbau
Investigation of a Direct Methanol Fuel Cell for use in the mining industry and tunnel construction
Glückauf ; 139 , 11 ; 577-581
2003
5 Seiten, 2 Bilder, 1 Tabelle, 2 Quellen
Article (Journal)
German
Nassspritzbeton-Technologie im Berg- und Tunnelbau
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