Wasserstofferzeugung an Tankstellen aus (Bio-)Diesel

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1 Wasserstofferzeugung an Tankstellen aus (Bio-)Diesel Gerard Kraaij Innovationsforum hysmart Riesa,

2 Folie 2 > Innovationsforum hysmart> Das DLR Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt - Forschungseinrichtung - Raumfahrt-Agentur - Projektträger

3 Folie 3 > Innovationsforum hysmart> Standorte und Personal Circa Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten in 32 Instituten und Einrichtungen in 16 Standorten. Stade Hamburg Bremen Trauen Berlin Braunschweig Neustrelitz Büros in Brüssel, Paris und Washington. Jülich Köln Bonn Göttingen Lampoldshausen Stuttgart Augsburg Oberpfaffenhofen Weilheim

4 Folie 4 > Innovationsforum hysmart> Programmthemen der Energie - Effiziente und umweltverträgliche fossile Kraftwerke (Turbomaschinen, Brennkammern, Wärmeübertrager) - Solarthermische Kraftwerkstechnik, Solare Stoffumwandlung Institut Technische Thermodynamik - Thermische sowie chemische Energiespeicher - Hoch- und Niedertemperatur- Brennstoffzellen - Systemanalyse und Technikbewertung

5 Folie 5 > Innovationsforum hysmart> Alternative Brennstoffe Kompetenzen - Prozesssimulation und Verfahrensentwicklung - Systemtest im 10kW-Maßstab - Reformierung und Dehydrierung zur Wasserstofferzeugung - Flüssigentschwefelung durch Fraktionierung - Charakterisierung und Modellierung flüssiger (Bio-) Brennstoffe - Qualifizierung und Test von Katalysatoren R z -H REKTIFIKATION Q Q REINIGUNG Rauchgas Q H 2 Brennstoff DEHYDRIERUNG Q VERBRENNUNG R-S R x -H Luft

6 Folie 6 > Innovationsforum hysmart> Motivation Brennstoffzellenautos (FCV) haben Zukunftspotential Einführung FCV und Tankstellen: Hühner-Ei Problem Wasserstoff an der Tankstelle produzieren aus (Bio-)Diesel Übergangslösung bei geringem H 2 Bedarf

7 Folie 7 > Innovationsforum hysmart> Neuzulassung PKW Scenario mit regenerativem H 2 aus Elektrolyse

8 Folie 8 > Innovationsforum hysmart> Ziele Nemesis 2+ Projekt Entwicklung eines pre-kommerziellen H 2 -Generator (50 Nm 3 /h = 4.5 kg/h) Verfügbare Kraftstoffe: Diesel und Bio-Diesel Wirkungsgrad > 70 % H 2 -Reinheit 5.0 H 2 Produktionskosten < 4 /kg Desulphurization Module NEMESIS 2+ Reformer Module Project under SP1-JTI-FCH Hydrogen Conditioning Module Pressure Swing Adsorption Exhaust Steam reformer + water gas shift H2 Liquid Adsorption Dual-Fuel Burner Offgas Storage tank Fuel Water Air Hydrogen Storage tank

9 Folie 9 > Innovationsforum hysmart> Systementwicklung Dampfreformierung bei 12 bar NEMESIS 2+ Project under SP1-JTI-FCH Integrierter Reformer Exhaust Desulphurization Module Reformer Module Steam reformer + water gas shift Hydrogen Conditioning Module Pressure Swing Adsorption Hydrogen H 2 Storage tank Flüssig Entschwefelung Liquid Adsorption Dual-Fuel Burner Offgas Storage tank Brenner für Bio-Diesel und PSA-Restgas Fuel Water Air S-toleranter Katalysator Wärmeintegration

10 Folie 10 > Innovationsforum hysmart> Entschwefelung Flüssigphasenentschwefelung

11 Folie 11 > Innovationsforum hysmart> Siedepunktkurve C 16 H 32 O 2 C 18 H 34 O 2

12 Folie 12 > Innovationsforum hysmart> Katalysatorcharakterisierung Vorbereitung Katalyse Exhaust Gas Analyzer Solvent V8 MFC Biodiesel tank F1 Filter P1 Pump V1 MFC T1 B4 Synth. Air T2 V4 MFC B5 N2 T4 Electric heating Pump P3 T6 F3 Filter p2 V7 PFC F4 Aerosol filter V18 V14 V19 V15 V20 V16 V21 V17 Kat. Reactor V10 V11 V12 V13 Water tank p1 T3 T5 T7 T8 H2 N2 Synt. Air Comp. Air F2 Filter P2 Pump V2 MFC Evaporator Cooler circuit Cooling trap Analyse

13 Folie 13 > Innovationsforum hysmart> Umsatz Bio-Diesel S/C=3 S/C=4 S/C=5 Bedingungen: -Variation p, T, S/C -GHSV:~ /h -Testzeit: 2,5 h

14 Folie 14 > Innovationsforum hysmart> Kohlenstoffablagerung S/C=4 S/C=3 S/C=5 Bedingungen: -Variation p, T, S/C -GHSV:~ /h -Testzeit: 2,5 h

15 Folie 15 > Innovationsforum hysmart> Dauerversuch Biodiesel T=700 C, P = 3 bar, S/C = 4 Wasserausfall

16 Folie 16 > Innovationsforum hysmart> Dauerversuch Biodiesel T=700 C, P = 3 bar, S/C = 4

17 Folie 17 > Innovationsforum hysmart> Liquid Fuel Test Facility Wasserdampfreformierung Einzelrohrtest Diesel und Bio-Diesel 1 kg/h Kraftstoff bis 5 kg/h Wasser bis 10 bar Kontinuierliche Gasanalyse

18 Folie 18 > Innovationsforum hysmart> Prozessbewertung mit Aspen Plus Heutiges Produkt - Erdgas als Fuel Desulphurization Module NEMESIS 2+ Reformer Module Project under SP1-JTI-FCH Hydrogen Conditioning Module Pressure Swing Adsorption Hydrogen - 50% Wirkungsgrad Exhaust Steam reformer + water gas shift H2 Storage tank Vorgeschlagenes System - (Bio-)Diesel als Fuel - Wasser-Gas-Shift verbessert Fuel Liquid Adsorption Dual-Fuel Burner Offgas Storage tank - Druck erhöht Water Air - 60% Wirkungsgrad Wirkungsgrad = m(h 2 )*LHV(H 2 ) m(fuel)*lhv(fuel)+pel

19 Folie 19 > Innovationsforum hysmart> Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! Fragen Danksagung: Förderung durch FCH JU unter FP