Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-3445
Menzer, Reinhard; Höhlein, Bernd
Verfahrensanalyse der Stromerzeugung für Fahrzeugantriebe mit Methanol als Energieträger und Brennstoffzellen als Energieumwandlungssystem
46 S., 1997

Wasserstoffbetriebene Niedertemperatur-Brennstoffzellen (PEFC) sind Energieumwandlungseinheiten in einem Fahrzeugantrieb mit Methanol als Energieträger bestehend aus: Methanol-Reformer mit Katalyt-Konverter zur H₂- Erzeugung, Gasnachbehandlung, PEFC mit peripheren Einheiten, Elektromotor und Getriebe. Die vorgestellte Prozeßanalyse basiert auf einem Simulationsmodell (PRO/II, SIMSCI) und beschreibt das Energie- und Wassermanagement als Funktion verschiedener Annahmen, Betriebszustände und Umgebungsbedingungen für die Netto-Stromerzeugung in einem Antrieb mit PEFC. Insbesondere wird die Situation der Wassererzeugung (PEFC) einerseits und der Wassernutzung für den Reformer und die PEFC- Befeuchtung andererseits dargestellt. Die Gesamtbilanz zeigt das Energiemanagement einschließlich der Luftkompression für die Kathodenluft der PEFC wie auch die besonderen Emissionsvorteile im Vergleich zu konventionellen Antrieben mit Verbrennungsmotor auf.

Hydrogen-powered low-temperature fuel cells (PEFC) are the energy conversion units in vehicles with methanol as energy carrier and a powertrain consisting of the following main units: Methanol reformer (H₂-production) including catalytic converter, gas treatment, PEFC with peripheral units, electric motor with electric controllers and gearbox. The process engineering analysis is based on a simulation model (PRO/II, SIMSCI) and describes the energy and water management as a function of different assumptions as weil as operating and ambient conditions for net electricity generation in a PEFC- powered powertrain. In particular, it presents an approach for balancing both water recovery (PEFC) and the use of water for the methanol reforming process as weil as for the humidification of the PEFC. The overall baiances present an optimized energy management including the peripheral air compression for the PEFC and the special emission options as compared with conventional powertrains (intemal combustion engines).

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