Wasserstofferzeugung durch partielle katalytische Dehydrierung ausgewählter Fraktionen von Kerosin

Kurzfassung

Wasserstofferzeugung aus flüssigen Brennstoffen für die Versorgung von Brennstoffzellensystemen hat das Potenzial sowohl in der stationären dezentralen Energieversorgung als auch im mobilen Bereich Anwendung zu finden. Im Flugzeug kann für die Bordstromversorgung mittels Brennstoffzelle on-board aus Kerosin erzeugter Wasserstoff eingesetzt werden. Dazu wird am DLR ein neuartiges Verfahrenskonzept aus Fraktionierung und nachfolgender partieller katalytischer Dehydrierung verfolgt. Die Abtrennung einer signifikant schwefelreduzierten Fraktion mittels Rektifikation konnte bereits erfolgreich experimentell nachgewiesen werden. Mit der partiellen katalytischen Dehydrierung kann bei einer Umwandlungstemperatur unterhalb 500°C Wasserstoff ohne CO aber mit geringen Anteilen an kurzkettige Kohlenwasserstoffen erzeugt werden. Eine aufwendige Produktgasaufbereitung kann damit entfallen. Mithilfe experimenteller Untersuchungen können die erzielbaren Wasserstoffausbeuten durch Variation der Betriebsparameter Druck, Temperatur und Kontaktzeit identifiziert werden. Qualifiziert werden neben reinem schwefelarmen Kerosin und einzelnen Kohlenwasserstoffgruppen auch unterschiedliche, schwefelreduzierte Fraktionen für die katalytische partielle Dehydrierung. Basierend auf den experimentellen Ergebnissen erfolgt eine energetische Bewertung des Verfahrenskonzepts anhand eines Prozessmodells.