Neues Wasserstoff-Forschungsprojekt: Von der Biomasse zur Brennstoffzelle

Brennstoffzellen werden überwiegend mit Wasserstoff betrieben. Künftig soll verstärkt Biomasse als Ausgangsstoff genutzt werden und keine fossile Energieträger, wie bisher üblich. In dem neuen Forschungsprojekt „ProBio“ untersuchen Magdeburger und Dresdner Wissenschaftler, wie sich nachwachsende Rohstoffe effektiv und umweltschonend zur Stromerzeugung einsetzen lassen. „Wir wollen mit 'ProBio' herausfinden, wie man aus Biomasse möglichst effizient und umweltschonend elektrischen Strom gewinnen kann.“ beschreibt Prof. Dr.-Ing. Kai Sundmacher das Ziel des Forschungsprojektes.
Dr. Sundmacher ist Direktor des Magdeburger Max-Planck-Instituts. Für den späteren Aufbau einer industrienahen Pilotanlage forschen die Wissenschaftler nun an der optimalen Zusammenführung der einzelnen Prozesse. Bei der Vergasung von Biomasse wie beispielsweise Holz oder Stroh entstehen wasserstoffreiche Brenngase. Bevor diese der Brennstoffzelle zugeführt werden können, müssen sie in speziellen Verfahren aufgearbeitet und gereinigt werden.

Wasserstoff für Brennstoffzellen, Brennkammern zur Wärmebereitstellung oder Gasmotoren
Das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) in Magdeburg entwickelt für „ProBio“ solche Verfahren auf der Grundlage der Wirbelschichttechnologie. Damit wird das Brenngas neben der Verwendung in Brennstoffzellen flexibel einsetzbar, so beispielsweise auch in Brennkammern zur Wärmebereitstellung oder in Gasmotoren zur Stromerzeugung. Die Forscher am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) in Dresden beschäftigen sich mit dem Einsatz dieses Brenngases in einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Parallel dazu untersucht man am Magdeburger Max-Planck-Institut für Dynamik anhand komplexer technischer Systeme, wie sich die Brenngase nach neuartigen Gasreinigungsprozessen in Niedertemperatur-Brennstoffzellen nutzen lassen.

Brennstoffzellen haben deutlich höhere Wirkungsgrade als herkömmliche Kraftwerkstechnologien
In Brennstoffzellen wird die chemisch gespeicherte Energie direkt in elektrische Energie umgewandelt. Bei diesem Prozess sind deutlich höhere Wirkungsgrade gegenüber den konventionellen Kraftwerkstechnologien erreichbar. Am MPI fließen die Erkenntnisse aus den Experimenten aller Projektpartner zusammen. Auf dieser Grundlage erstellen die Max-Planck-Wissenschaftler eine komplexe Simulation der Gesamtanlage. Die Simulationsergebnisse sollen Anregungen für eine verbesserte Konstruktion der Apparatekomponenten und deren stoffliche und energetische Kopplung liefern.

Forschungsergebnisse für die direkte Anwendung in der Praxis
Bei erfolgreicher Bewertung der ersten Phase soll sich eine zweite, dreijährige Forschungsphase anschließen. Dann werden die theoretischen und experimentellen Erkenntnisse für den Aufbau und Betrieb der industrienahen Pilotanlage genutzt. Diese soll in gemeinsamer Verantwortung der drei beteiligten Institute am Standort Magdeburg errichtet und betrieben werden. „Die Prozessindustrie in Deutschland benötigt dringend solche Anlagen, denn die Energiebranche entwickelt sich mit rasantem Tempo“, sagt Prof. Dr.-Ing. habil. Michael Schenk, Institutsleiter des Fraunhofer IFF. Sein Dresdner Kollege Prof. Dr.-Ing. habil. Alexander Michaelis stimmt dem zu und unterstreicht: „Unsere Forschungsergebnisse sind für die direkte Anwendung in der Praxis vorgesehen und unterstützen auf diese Weise Neuerungsprozesse“ so der Institutsleiter des Fraunhofer IKTS.
Im Rahmen des Pakts für Forschung und Innovation haben sowohl die Max-Planck-Gesellschaft als auch die Fraunhofer-Gesellschaft erklärt, ihre vielfältig existierenden Kooperationen zu vertiefen. Die gemeinsamen Projekte der Forschungsorganisationen sollen durch enge Verzahnung von Grundlagenforschung und angewandter Forschung Innovationsprozesse beschleunigen. Mit „ProBio“ geht eines der ersten Projekte deutschlandweit an den Start. Die Forschungsgesellschaften finanzieren das Projekt mit insgesamt 4,2 Millionen Euro – ein eindeutiges Bekenntnis der Organisationen zu den beiden Forschungsstandorten in den neuen Bundesländern.

20.03.2007 | Quelle: Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH