Charakterisierung des Leistungsverhaltens einer druckaufgeladenen Festoxid-Brennstoffzelle im Reformatgasbetrieb

Kurzfassung

Am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) wird zurzeit der Aufbau eines Gasturbinen-Brennstoffzellen-Hybridkraftwerks im 50 kW-Bereich zur stationären Strom- und Wärmegewinnung untersucht. Diese Arbeit beschäftigt sich diesbezüglich mit dem Leistungsverhalten einer druckaufgeladenen Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) im Reformatgasbetrieb. Eine Recherche zu den weltweit aktuellen Aktivitäten im Bereich der druckaufgeladenen SOFC-Systeme zeigt, dass die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der planaren, anodengestützten SOFC weitere Grundlagenforschungen erfordern. Experimentelle und simulierte Betriebsbedingungen haben Ergebnisse in Bezug zur Druckaufladung, Brenngasausnutzung unter Verwendung eines Reformatgases hervorgebracht. Mit steigendem Druck konnte eine nicht-lineare Steigerung der Leistungsdichte von 10 % bei 4 bar, 750 °C und 40 A im Vergleich zu 1,4 bar experimentell beobachtet werden. Simulierte Ergebnisse zeigten, dass bei hohem Druck und trotz hoher Brenngasausnutzung noch höhere Leistungen und Wirkungsgrade zu erreichen sind.