Wasserstoff für unterwegs
Eine wirtschaftliche Versorgung mit Wasserstoff wird wesentlich zum Durchbruch der Brennstoffzellen-Technik bei portablen Anwendungen beitragen. Effizienter als den gasförmigen Wasserstoff unter Hochdruck zu speichern, ist es, den Treibstoff bei Bedarf vor Ort aus Methanol herzustellen. Die Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH (IMM) hat hierfür zwei Mikroreaktoren entwickelt, um Katalysatoren für die Reformierung zu testen bzw. den Wasserstoff von Kohlenmonoxid zu reinigen. Die Umsetzung von Methanol zu reinem Wasserstoff umfasst eine Abfolge von heterogen katalysierten Prozessen. Mit dem Katalysatortestgerät des IMM lässt sich hierfür schnell und einfach die jeweils optimale Katalysatorzusammensetzung finden. Hierzu werden Katalysatortestmischung wie Cu/ZnO/Al2O3, Ru/Al2O3 oder gamma-Al2O3 in dünner Schicht auf bis zu 15 mikrostrukturierten Edelstahl-Plättchen aufgebracht und deren Aktivität im Gasphasen-Mikroreaktor getestet.
Das H2/CO2-Produktgemisch der Methanol-Reformierung enthält zu etwa 0,5 % CO. Kohlenmonoxid wirkt als Katalysatorgift, das die Aktivität der Brennstoffzelle herabsetzt, und daher aus dem Treibstoff entfernt werden muss. Hierfür entwickelten das IMM und die University of Technology in Eindhoven einen Mikroreaktor zur selektiven Oxidation von CO in Gegenwart von H2. Er besteht aus drei parallelen Gegenstrom-Wärmetauschern, von denen der mittlere mit Katalysator beschichtet ist und CO selektiv und unter isothermen Bedingungen zu CO2 oxidiert.
Die Entwicklung der Mikroreaktoren ist Teil des EU-Projekts MiRTH-e (Micro reactor technology for hydrogen and electricity, ENK6-CT-2000-00110). Ziel des Projekts ist ein Treibstoffsystem für portable Anwendungen zum Betrieb von PEM-Brennstoffzellen mit Leistungen bis zu 100 W.
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