15 Mai 2009

Forschung: Effiziente Biogasaufbereitung für PEM-Brennstoffzellen

Brennstoffzellen als BHKW-Alternative für Biogasanlagen

In PEM-Brennstoffzellen (Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen) wird heute meistens Erdgas eingesetzt, doch auch für aufbereitetes Biogas sind sie eine interessante Option. Sie bieten sich insbesondere für kleine Biogasanlagen oder Biogas-Mikrogasnetze an und erzielen im Vergleich zu Blockheizkraftwerken höhere elektrische und höhere Gesamtwirkungsgrade. Voraussetzung ist die Aufbereitung des Biogases zu einem wasserstoffreichen Brenngas durch Dampfreformierung, wie sie für die Erdgasaufbereitung erprobt ist.

Das Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim untersuchte zwischen 2006 und 2008, welche Verfahrensparameter für eine effiziente und betriebssichere Biogasaufbereitung relevant sind. Auch Brennstoffzellen schädigende Gaskomponenten wurden ermittelt, um entsprechende Grenzwerte ableiten zu können. Dazu analysierten die Wissenschaftler verschiedene Biogasproben mit Hilfe eines Gaschromatographen mit Massenspektrometer (GC-MS-System). Mit den erzielten Ergebnissen lassen sich PEM-Brennstoffzellensysteme gut an Biogas anpassen. Der kritischste Teilprozess ist die CO-Eliminierung, die auf eine größere Kühllast ausgelegt werden muss. Die Betriebsführung des Biogasreformers sollte zudem an die jeweilige Methankonzentration des Biogases angepasst und die Reformierungstemperaturen möglichst niedrig bei 590 – 600°C gehalten werden.

Als nächster Schritt ist nun die Errichtung einer Pilotanlage in einer landwirtschaftlichen Biogasanlage geplant. Ziel ist es, ein kompaktes, normierungsfähiges Biogas-Brennstoffzellensystem für die autonome oder netzgekoppelte Energieerzeugung zu entwickeln.

Das Vorhaben wurde durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über dessen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR), gefördert.

Weitere Informationen
Abschlussbericht: Effiziente Aufbereitung von Biogas zur Verstromung in PEM-Brennstoffzellen (Fördernummer 22023303)

Source: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR), Pressemitteilung, 2009-05-14.

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