DE10019548A1 - Verwendung von Pflanzenöl zur katalytischen Verbrennung - Google Patents
Verwendung von Pflanzenöl zur katalytischen VerbrennungInfo
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Abstract
Durch katalytische Verbrennung von H·2· oder Methanol direkt an der Brennstoffzelle entsteht H·2·O, CO·2· und elektrische Energie. DOLLAR A Gegenstand der Anmeldung ist die Verwendung von Pflanzenölen als Speicher und Ausgangsstoffe für die Herstellung von Wasserstoff, der zunächst durch Reformierung erzeugt und in einem zweiten Schritt durch kalte Verbrennung in einer Brennstoffzelle zu H·2·O und CO·2· oxidiert wird und dabei elektrische Energie liefert oder die direkt ohne Reformierung katalytisch aus dem Pflanzenöl freigesetzt und danach an der Brennstoffzelle oxidiert wird zur Erzeugung von elektrischer Energie.
Description
Gegenstand der Anmeldung ist die Verwendung von Pflanzenölen als Speicher und Ausgangsstoff für die
Herstellung von Wasserstoff, der zunächst durch Reformierung erzeugt und in einem zweiten Schritt durch
Kalte Verbrennung in einer Brennstoffzelle zu H2O und CO2 oxidiert wird und dabei Elektrische Energie
liefert oder der direkt ohne Reformierung katalytisch aus dem Pflanzenöl freigesetzt und danach an der
Brennstoffzelle oxidiert wird zur Erzeugung von Elektrischer Energie(z. B. Direkt-Methanol-Zelle).
Die technologische Machbarkeit des Brennstoffzellenantriebs dank der Pionierarbeit von DaimlerChrysler und
anderen ist bewiesen. Mittlerweile arbeiten weltweit mehr als 60 Firmen an der Brennstoffzelle, darunter
sieben der zehn umsatzstärksten Unternehmen. Mehrere Automobilunternehmen haben für die nächsten fünf
Jahre die Einführung brennstoffzellengetriebener Fahrzeuge angekündigt.
Als erster Automobilhersteller der Welt bietet Daimler-Chrysler Brennstoffzellenfahrzeuge auf dem Markt an.
In den kommenden drei Jahren sollen 20 bis 30 Stadtbusse mit Brennstoffzellenantrieb gebaut,
Verkehrsbetrieben in Europa und Übersee zum Kauf angeboten werden und dann dort zum Einsatz kommen.
DaimlerChrysler testet Methanol, Wasserstoff sowie eine reinere Form von Benzin als Kraftstoff für
Brennstoffzellenfahrzeuge und hat als erster Automobilhersteller funktionsfähige, mit Wasserstoff und
Methanol betriebene Brennstoffzellenfahrzeuge auf den Straßen gezeigt.
Die Brennstoffzelleneinheit mit mehr als 250 Kilowatt Leistung, die von der DaimlerChrysler-Tochter Xcellsis
entwickelt und gefertigt wird, und die Druckgasflaschen mit komprimiertem Wasserstoff sind auf dem Dach
der Citaro-Busse untergebracht. Der umweltfreundliche Bus kann eine Reichweite von bis zu 300 Kilometern
erreichen und dabei etwa 70 Fahrgäste befördern. Die Spitzengeschwindigkeit beträgt rund 80
Stundenkilometer.
Das neueste Brennstoffzellenfahrzeug von DaimlerChrysler, NECAR 4 (New Electric Car), war vom 31.
Januar bis zum 19. Februar 2000 im Einsatz auf dem Vorfeld des Münchner Flughafens. Dieser erste
betriebliche Einsatz des Erprobungsfahrzeugs NECAR 4 entstand durch eine Zusammenarbeit der
DaimlerChrysler AG und der Flughafen München GmbH mit Unterstützung des Bayerischen
Staatsministeriums für Wirtschaft, Verkehr und Technologie.
Der Flughafen München nutzte NECAR 4 als Transportfahrzeug auf dem Vorfeld und für VIP- und Lotsen-
Fahrten. Der Einsatz ergab für die Ingenieure von DaimlerChrysler die Chance, Erkenntnisse beispielsweise
zum Fahrverhalten oder zur Zuverlässigkeit mit NECAR 4 in der Praxis zu sammeln.
NECAR 4 ist ein Null-Emissionsfahrzeug auf Basis der Mercedes-Benz A-Klasse, das bis zu 145 km/h
schnell fährt, eine Reichweite von rund 450 Kilometern hat und fünf Personen mit Gepäck Platz bietet. Ein
55-kW-Elektromotor mit optimierten Drehmomentverlauf bringt Fahrspaß und Komfort.
Der dafür benötigte Strom wird durch die chemische Reaktion von Sauerstoff aus der Luft und Wasserstoff in
den Brennstoffzellen unter Entstehung von Wasserdampf erzeugt. Der Tank für den flüssigen Wasserstoff
befindet sich im hinteren Teil des Fahrzeugs.
Neben der Sicherung der internationalen Wettbewerbsfähigkeit auf dem Zukunftsgebiet "Alternative
Antriebe", in dem DaimlerChrysler mit der Brennstoffzeile eine führende Position einnimmt, hält es das
Unternehmen auch für notwendig, durch die Einführung von Alternativkraftstoffen die Abhängigkeit vom Erdöl
langfristig zu reduzieren und die Emissionen des Verkehrs weiter zu vermindern. Dazu sei der Aufbau einer
flächendeckenden Infrastruktur zur Erzeugung und Verteilung von Alternativkraftstoffen zwingend.
Derzeit gibt es 3 Methoden der Stromgewinnung durch die Brennstoffzelle:
- 1. durch direkte Zuleitung von H2 aus Speichertanks an die Elektroden der Brennstoffzelle
- 2. durch direkte Zuleitung von Methanol an die Elektroden der Brennstoffzelle (Direkt-Methanol- Brennstoffzelle)
- 3. Reformierung von z. B. Methanol, Benzin und Zuleitung des dabei hergestellten H2 an die Elektroden der Brennstoffzelle
Die jüngsten Entwicklungen im Bereich der Wasserstofferzeugung arbeiten nach dem Prinzip der
sogenannten autothermen Reformierung. Hierbei laufen an einem Platinkatalysator in einem Reaktor zwei
Reaktionen nebeneinander ab. Durch flammlose Oxidation mit Luftsauerstoff verbrennen 30% bis 40% des
Energieträgers unter Wärmeabgabe. Unter Wärmeaufnahme erfolgt die katalytische Umsetzung des
restlichen Brennstoffes mit Wasserdampf in Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Diese direkte
Kopplung ermöglicht ein dynamisches Lastwechselverhalten: Der Reformer paßt sich schnell neuen
Betriebsbedingungen an. Im Startbetrieb wird der Reaktor komplett als katalytischer Heizer betrieben bis die
Betriebstemperatur erreicht ist. Zusätzliche externe Brenner mit Versorgungsgeräten sind nicht erforderlich,
das macht das System einfacher und preiswerter (Frauenhofer-Institut-Freiburg)
Der durch Reformierung erzeugte Wasserstoff wird an die Elektroden der Brennstoffzelle herangeführt
und hier unter Abgabe von elektrischer Energie zu H2O und CO2 oxidiert. Mit dem Strom wird z. B. ein Auto
angetrieben. Je nach Auswahl der Brennstoffzelle kann mit dem gewonnenen H2 ein Blockheizkraftwerk zur
Erzeugung von Wärme und el. Energie betrieben werden. Dies gilt auch für die Technik ohne vorherige
Reformierung, bei der aus Pflanzenöl durch Katalysatoren H2 erzeugt wird, das an der Brennstoffzelle oxidiert
wird.
Über eine Verwendung von Pflanzenöl für eine kalte Verbrennung durch die Brennstoffzelle mit Ge
winnung von elektrischer Energie und Wärme wurde bisher nicht berichtet.
Bisher wurde Pflanzenöl verwendet in der Nahrungs- und Futtermittelindustrie, als Schmierstoff und
Hydrauliköl, als Kraftstoff (reines Rapsöl oder Rapsmethylester) zur heißen Verbrennung in Diesel
motoren, als Rohstoff zur Herstellung von Produkten der Chemischen Industrie usw.
Die Erzeugung von Pflanzenöl in genügender Menge dürfte ohne größeren Aufwand gelingen, wenn auch
weniger anspruchsvolle Pflanzen (Purgiernuß) angebaut würden.
Aus obigen Ausführungen folgt, daß aus Pflanzenöl durch Autotherme Reformierung oder direkt H2 gewonnen
werden kann, der erzeugte Wasserstoff in der Brennstoffzelle zu H2O und CO2 oxidiert werden kann unter
Gewinnung von Elektrischer Energie.
Claims (4)
1. Verwendung von Pflanzenölen zur katalytischen Herstellung (Reformierung des Pflanzenöls) von
Wasserstoff, der als Ausgangsstoff für die "kalte Verbrennung" in einer Brennstoffzelle, sei es
stationär oder mobil, herangezogen werden kann und dabei elektrische Energie erzeugt.
2. Verwendung von Pflanzenöl, das durch "kalte Verbrennung" direkt an dafür geeigneten
Brennstoffzellen über die Bildung von H2 zu H2O und CO2 unter Abgabe von elektrischer Energie
oxidiert wird (z. B. Direkt-Methanol-Brennstoffzelle).
3. Als Pflanzenöle nach Anspruch 1 und 2 kommen insbesondere in Frage:
Raps hohe Erucasäure
Raps niedr. Erucas.
Rübsen hohe Erucas.
Rübsen niedr. Erucas.
Brauner Senf
Schwarzer Senf
Gelbsenf
Ölrettich
Leindotter
Gelbsenf
Ölrettich
Leindotter
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Krambe
Sonnenblume
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Mariendistel
Ringelblume
Sojabohne
Weiße Lupine
Lup. Mutabilis
Baumwolle
Lein
Hanf
Mohn
Wolfsmilch
Purgiernuß
Kokosöl.
Raps hohe Erucasäure
Raps niedr. Erucas.
Rübsen hohe Erucas.
Rübsen niedr. Erucas.
Brauner Senf
Schwarzer Senf
Gelbsenf
Ölrettich
Leindotter
Gelbsenf
Ölrettich
Leindotter
Ölrauke
Krambe
Sonnenblume
Saflor
Mariendistel
Ringelblume
Sojabohne
Weiße Lupine
Lup. Mutabilis
Baumwolle
Lein
Hanf
Mohn
Wolfsmilch
Purgiernuß
Kokosöl.
4. Als Inhaltsstoffe der Pflanzenöle nach Anspruch 1 und 2 kommen insbesondere in Frage:
Myristinsäure
C 14 : 0
Palmitinsäure
C 16 : 0
Stearinsäure
C 18 : 0
Arachins.
C 20 : 0
Behensäure
C 22 : 0
Ölsäure
C 18 : 14
Eicosensäure
C 20 : 1
Erucasäure
C 22 : 1
Linolsäure
C 18 : 2
a-Linolensäure
C 18 : 3
g-Linolensäure
C 18 : 3
Glycerin.
Myristinsäure
C 14 : 0
Palmitinsäure
C 16 : 0
Stearinsäure
C 18 : 0
Arachins.
C 20 : 0
Behensäure
C 22 : 0
Ölsäure
C 18 : 14
Eicosensäure
C 20 : 1
Erucasäure
C 22 : 1
Linolsäure
C 18 : 2
a-Linolensäure
C 18 : 3
g-Linolensäure
C 18 : 3
Glycerin.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10019548A DE10019548A1 (de) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | Verwendung von Pflanzenöl zur katalytischen Verbrennung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10019548A DE10019548A1 (de) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | Verwendung von Pflanzenöl zur katalytischen Verbrennung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10019548A1 true DE10019548A1 (de) | 2001-10-31 |
Family
ID=7639413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10019548A Withdrawn DE10019548A1 (de) | 2000-04-20 | 2000-04-20 | Verwendung von Pflanzenöl zur katalytischen Verbrennung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10019548A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003092102A1 (en) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Ceramic Fuel Cells Limited | Method of operating a fuel cell |
-
2000
- 2000-04-20 DE DE10019548A patent/DE10019548A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003092102A1 (en) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Ceramic Fuel Cells Limited | Method of operating a fuel cell |
| AU2003218905B2 (en) * | 2002-04-23 | 2008-05-08 | Ceramic Fuel Cells Limited | Method of operating a fuel cell |
| US7497882B2 (en) | 2002-04-23 | 2009-03-03 | Ceramic Fuel Cells Limited | Method of operating a fuel cell |
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