Der Einsatz von Brennstoffzellen in Flugzeugen kann im Flug und am Boden die Emissionen maßgeblich reduzieren. Der Beitrag stellt ein Verfahren zur Reformierung von Kerosin zur Brenngasgewinnung für eine Brennstoffzelle vor, dabei wird neben dem eigentlichen Brenngaserzeugungssystem mit gleicher Gewichtung auch das Gesamtsystem betrachtet. Das Reformierungsverfahren wurde in umfangreichen Experimenten untersucht, das Gesamtsystem wurde mittels Simulationen analysiert. Modelle für die Reformierung wurden entwickelt und experimentell verifiziert, in statischen Simulationen wurden die Reaktorkomponenten optimiert. In dynamischen Simulationen wurden reale Betriebsweisen des Systems (Anfahren, Lastwechselverhalten) untersucht, die Eigenschaften verschiedener Reformer, das transiente Verhalten und die Langzeitstabilität wurden experimentell getestet. Folgende Themen werden jeweils ausführlich angesprochen: Grundlagen und Stand der Technik, Methodik der Modellierung, Modellierung von Teilkomponenten, statische Systemsimulation, Experimente, dynamische Simulation von Brenngaserzeugungssystemen, produktionstechnische Aspekte. Die Simulations- und Versuchsergebnisse werden zusammenfassend vorgestellt: Das Reformersystem für eine Festoxidbrennstoffzelle (SOFC) ist einfacher als das für eine Polymerelektrolytbrennstoffzelle (PEFC), eine Hochtemperatur-Polymerbrennstoffzelle (HT-PEFC) wiederum hat im dynamischen Betrieb Vorteile gegenüber der PEFC. Aus entschwefeltem Kerosin (Jet A-1) kann mit dem Reformer ATR 7 über 500 Stunden hochqualitatives Brenngas hergestellt werden, der Reformer ATR 8 hat noch nach 2000 Stunden einen Umsatz von 99 %. Die Anfahrzeiten der Systeme werden im Wesentlichen durch die externe Wasserdampfbereitstellung beeinflusst, der Reformer ATR 5B zeigt hervorragendes Verhalten unter Lastwechselbedingungen.
Kerosinreformierung für Luftfahrtanwendungen
2008
237 Seiten, 85 Bilder, 29 Tabellen, 143 Quellen
Report
German