Zur Sonderausstellung „Hydrogen + Fuel Cells“, die vom 24. – 26. April im Rahmen der Hannover Messe 2006 in Halle 13 stattfindet, präsentiert die MTU CFC Solutions GmbH ihr „HotModule“. Diese Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle für den stationären Einsatz stellt etwa 245 kW elektrische und 170 kW thermische Leistung bereit. Die Wärmeauskopplung erfolgt mit maximal 400 °C, was den effektiven Betrieb von Absorptionskältemaschinen ermögliche, so MTU CFC Solutions in einer Pressemitteilung.
 
Die Brennstoffzellen eignen sich daher für Kraft-Wärme-sowie Kraft-Kälte-Kopplungsanlagen in der Industrie, im Krankenhaus oder auch in der kommunalen Wirtschaft, zum Beispiel zur Nahwärmeversorgung. Seine Zuverlässigkeit habe das HotModule in Projekten mit Laufzeiten von bis zu drei Jahren mit einem Brennstoffzellenstapel (Stack) und Verfügbarkeiten von etwa 98 Prozent mehrfach unter Beweis gestellt.

Betrieb auch mit Biogas und Klärgas möglich

Zu den Besonderheiten des HotModule gehört seine Flexibilität bezüglich des verwendbaren Brennstoffs: Neben Erdgas können auch Bio- und Klärgas oder Flüssigbrennstoffe wie Methanol zum Einsatz kommen. Der Vorteil: Sekundärbrennstoffe aus Abfall oder Biomasse erlauben eine klimafreundliche Energieerzeugung. Wer Biogas oder andere regenerative Energieträger verstromt, kann zudem die Wirtschaftlichkeit positiv beeinflussen, denn die CO2-neutrale Energiebereitstellung wird nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gefördert.

Im Vergleich zu etablierten Kraft-Wärme-Kopplungstechniken besteche die Brennstoffzelle der MTU CFC Solutions durch ihren hohen elektrischen Wirkungsgrad von etwa 47 Prozent und den besonders leisen Betrieb, heißt es in der Pressemitteilung. Die geringe Geräuschentwicklung mache die elektrochemischen Wandler zum idealen Nutzenergielieferanten in Krankenhäusern und Wohngebieten. Sogar der direkte Einbau in bewohnte Gebäude sei ohne aufwändige Schallschutzmaßnahmen möglich. Aus diesem Grund prophezeit der Anbieter aus Ottobrunn seinen Kleinkraftwerken besonders hohe Chancen, wenn es um die verbrauchernahe Erzeugung von Strom und Wärme geht. Projekte wie die Installation des HotModule in der „HafenCity“, Hamburgs neuem Stadtteil südlich der Speicherstadt, lassen das Potenzial des innerstädtischen Einsatzes erahnen.

Strom und Wärme aus Brennstoffzellen

Das HotModule ist eine Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC), die im Wesentlichen aus einem zylindrischen Stahlbehälter mit dem horizontal angeordneten Brennstoffzellen-Stapel, einer Starteinrichtung, dem katalytischem Brenner und der Mischkammer besteht. Dazu kommen die Medienversorgung mit Brennstoff- und Wasseraufbereitung sowie ein Wechselrichter, in dem der erzeugte Gleichstrom für die Einspeisung ins Wechselstromnetz aufbereitet wird. Ein weiterer Teil der Anlage ist für die Wärmeauskopplung zuständig.

Als Brennstoff können Erd-, Bio- und Klärgas genutzt werden, also Gase mit einem hohen Methananteil, aber auch Beispiel Flüssigbrennstoffe wie Methanol. Wie bei allen Brennstoffzellen basiert der elektrochemische Prozess auf einer Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff, die Strom und Wärme freisetzt. Methan (beispielsweise Erdgas oder Biogas) und Wasserdampf werden der Anode zugeführt. Hieraus entsteht durch eine katalytische Reaktion Wasserstoff. Dieser reagiert anschließend mit den Karbonat-Ionen des Elektrolyten zu Wasser und Kohlendioxid. Dabei werden Elektronen auf der Anodenseite freigesetzt und fließen über einen Verbraucher (öffentliches Stromnetz) zur Kathode. Auf der Kathodenseite reagieren Kohlendioxid und Luftsauerstoff mit den aus der Anodenreaktion freigesetzten Elektronen zu Karbonat-Ionen. Diese wandern schließlich durch den Elektrolyten zur Anode. Damit schließt sich der elektrochemische Kreislauf.

Die Abluft der Brennstoffzelle enthält lediglich Wasserdampf und Kohlendioxid. Die Schadstoffemissionen sind laut MTU CFC Solutions vernachlässigbar gering, insbesondere SO2 und NOx seien nicht nachweisbar. Die Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle eignet sich für die dauerhafte Versorgung mit Strom und Wärme. Aufgrund der hohen Nutzwärmetemperatur sei auch ein ganzjährig effizienter Betrieb von Absorptionskältemaschinen möglich (Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung).

16.03.2006   Quelle: MTU CFC Solutions GmbH; openPR   Solarserver.de   © EEM Energy & Environment Media GmbH