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Endotherme Reformierung: thermo-chemische Rekuperation zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Verbrennungsmotoren

Dietrich, Ralph-Uwe and Zhang, Jiafei and Ding, Saiman (2017) Endotherme Reformierung: thermo-chemische Rekuperation zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Verbrennungsmotoren. 3. VDI-Fachkonferenz Thermische Rekuperation in Fahrzeugen, 25. - 26. Januar 2017, Stuttgart, Deutschland.

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Abstract

Die künftige Mobilität ist derzeit noch nicht ohne effiziente Verbrennungskraftmaschinen denkbar, Lösungen zur weiteren Steigerung ihres Wirkungsgrades bei gleichzeitiger Senkung der Emissionen sind weiterhin gefragt. Mit der endothermen Reformierung von Kraftstoff unter Nutzung der Verbrennungsabwärme werden beide Zielstellungen adressiert. In dem rekuperierten System wird die Wärme aus dem heißen Abgas des Verbrennungsmotors genutzt, um Kraftstoff (Benzin, Diesel o.a.) zu erwärmen und gleichzeitig Wasserdampf zu erzeugen. In einer katalytischen Reaktion werden kürzere Kohlenwasserstoffketten (z.B. CH4) und Wasserstoff (H2) gebildet, d.i. Kraftstoffreformierung, und gleichzeitig der Heizwert des Brenngases erhöht, d.h. thermische Energie des Abgases in chemische Energie der Synthesegaskomponenten umgewandelt. Das erzeugte Gasgemisch weist verbesserte Verbrennungseigenschaften auf bei erhöhter Flammenausbreitungsgeschwindigkeit von Wasserstoff. Die Zündwilligkeit des Gasgemisches wird erhöht und die Emissionen von Stickoxiden (NOx) und Kohlenmonoxid (CO) vermindert. deutlich besser als der konventionale MGT-Prozess mit thermischer Rekuperation von Luft ist. Wesentlich wird der Gesamtwirkungsgrad von 20 % bis zu 26 % erhöht und gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch von 2,0 kg/h auf 1,56 kg/h verringert. Die Vorteile von thermochemischer Rekuperation werden in Fließbildsimulation deutlich vorgelegt. Anschließend wird ein stationärer Teststand aufgebaut, um die Potenziale der Abwärmerückgewinnung und der Wirkungsgraderhöhung des Verbrennungsprozesses zu demonstrieren. Schließlich wird die techno-ökonomische Bewertung des Gesamtprozesses in das in-house-Werkzeug TEPET eingearbeitet.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/113373/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Endotherme Reformierung: thermo-chemische Rekuperation zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Verbrennungsmotoren
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Dietrich, Ralph-Uweralph-uwe.dietrich (at) dlr.deUNSPECIFIED
Zhang, JiafeiJiafei.Zhang (at) dlr.deUNSPECIFIED
Ding, SaimanSaiman.Ding (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:25 January 2017
Refereed publication:Yes
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:Endotherme Reformierung, thermo-chemische Rekuperation, Wirkungsgradsteigerung, Mikrogasturbine
Event Title:3. VDI-Fachkonferenz Thermische Rekuperation in Fahrzeugen
Event Location:Stuttgart, Deutschland
Event Type:international Conference
Event Dates:25. - 26. Januar 2017
Organizer:VDI
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Transport
HGF - Program Themes:Terrestrial Vehicles (old)
DLR - Research area:Transport
DLR - Program:V BF - Bodengebundene Fahrzeuge
DLR - Research theme (Project):V - NGC-Antriebsstrang (old)
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Engineering Thermodynamics > Thermal Process Technology
Deposited By: Dietrich, Ralph-Uwe
Deposited On:26 Jul 2017 08:28
Last Modified:31 Jul 2019 20:10

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