DE10035425C2 - Vorrichtung und Verfahren zur kombinierten Erzeugung von Synthesegas und Elektrizität mittels Anwendung von Hochtemperaturverfahren, konstruktiv in einer Hochtemperatureinheit - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur kombinierten Erzeugung von Synthesegas und Elektrizität mittels Anwendung von Hochtemperaturverfahren, konstruktiv in einer Hochtemperatureinheit

Info

Publication number
DE10035425C2
DE10035425C2 DE10035425A DE10035425A DE10035425C2 DE 10035425 C2 DE10035425 C2 DE 10035425C2 DE 10035425 A DE10035425 A DE 10035425A DE 10035425 A DE10035425 A DE 10035425A DE 10035425 C2 DE10035425 C2 DE 10035425C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
cell
synthesis gas
air
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10035425A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10035425A1 (de
Inventor
Carl Udo Maier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE10035425A priority Critical patent/DE10035425C2/de
Publication of DE10035425A1 publication Critical patent/DE10035425A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10035425C2 publication Critical patent/DE10035425C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J12/007—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J15/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor
    • B01J15/005—Chemical processes in general for reacting gaseous media with non-particulate solids, e.g. sheet material; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • B01J19/244—Concentric tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2475—Membrane reactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02—Preparation of oxygen
    • C01B13/0229—Purification or separation processes
    • C01B13/0248—Physical processing only
    • C01B13/0251—Physical processing only by making use of membranes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/386—Catalytic partial combustion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/152—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the reactor used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00157—Controlling the temperature by means of a burner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0803—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J2219/0805—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • B01J2219/0807—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges involving electrodes
    • B01J2219/0824—Details relating to the shape of the electrodes
    • B01J2219/0826—Details relating to the shape of the electrodes essentially linear
    • B01J2219/083—Details relating to the shape of the electrodes essentially linear cylindrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0803—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J2219/0805—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • B01J2219/0807—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges involving electrodes
    • B01J2219/0837—Details relating to the material of the electrodes
    • B01J2219/0843—Ceramic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873—Materials to be treated
    • B01J2219/0892—Materials to be treated involving catalytically active material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals

Abstract

Kombinierte Hochtemperatur-Vorrichtung (1) zur Erzeugung (11) von Synthesegas und ggf. daraus Methanol (13) und elektrischen Stromes (12) sowie ggf. frei verfügbarem Sauerstoff für effiziente Stromerzeugung zum vorzugsweise autarken Betrieb dieser Vorrichtung hinsichtlich der elektrischen Strom verbrauchenden Einrichtungen (V) dieser Vorrichtung.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegeben ist.
Es ist bekannt, ein Brenngas, z. B. Methan bzw. Erdgas, das zu wesentlichem Anteil aus Methan besteht, in einer Brennstoff­ zelle auf direktem Wege, d. h. nicht über den Umweg über einen elektrischen Stromgenerator, in elektrische Energie umzuset­ zen. Hierfür sind seit Jahrzehnten Brennstoffzellen entwi­ ckelt worden. Zu diesen gehört speziell eine SOFC-(Solid- Oxide-Fuel-Cell-)Brennstoffzelle, in der mit einem elektro­ chemischen Hochtemperatur-Verfahren elektrische Energie ge­ wonnen wird, aus der chemisch gebundenen Energie des zuge­ führten Brenngases zusammen mit Luft.
Es ist bekannt, aus Erdgas, bzw. dem darin enthaltenen Me­ than, Wasserstoff und Kohlenmonoxid, sogenanntes Synthesegas, zu erzeugen, die in einem weiteren Prozeßschritt in Methanol umgewandelt werden können. Dieses Verfahren kann insbesondere dazu verwendet werden, an entfernten Orten vorkommendes bzw. auftretendes Erdgas so zu verwerten, dass es als Energieträ­ ger leichter transportfähig ist, nämlich als wie erwähntes Methanol. Dieses läßt sich in einfacher Weise mit hohem Ener­ giegehalt in normalen Behältern transportieren und lagern. Großtechnisch angewendet wird im wesentlichen das Verfahren entsprechend den Reaktionsgleichungen
CH4 + H2O = 3H2 + CO
2H2 + CO = CH3OH.
Aus Methan und Wasser wird somit über das Stadium eines Syn­ thesegases, bestehend aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, Me­ thanol hergestellt. Bei der sogenannten Dampfreformierung des Methans fällt ein Überschuß an Wasserstoff an. Dieser Wasserstoff wird im Herstellungsprozeß des Methanols durch Zugabe weiteren Kohlenmonoxids oder in anderer für den jeweiligen Fall angepasster Weise abgetrennt.
In der Druckschrift DE 690 30 651 T2 sind weitere Herstel­ lungsprozesse und dafür vorgesehene Reaktoren beschrieben, mit denen Synthesegas zu erzeugen ist. Ein dort beschriebener Reaktor besteht aus zwei Zonen, die durch eine Membran mit sauerstoff-leitender Phase voneinander getrennt sind. Ein solcher Reaktor wird bei Temperaturen zwischen 1000 und 1400°C betrieben. Es werden dort solche Membranen verwendet, mit denen Sauerstoff aus sauerstoffhaltigem Gasgemisch, so auch aus Luft, abzutrennen ist. Diese Membranen werden auch als Ionen-Transport-Membranen, ITM-Membranen, bezeichnet. In dieser genannten Druckschrift sind eine Vielzahl von Beispie­ len solcher ITM-Keramik-Membranen angegeben.
Zur Sauerstoffabtrennung und Synthesegas-Produktion unter Verwendung von ITM-Membranen sei auch auf die CA 131.230560 verwiesen.
Davon verschieden ist in DE 198 26 375 A1 ein CO2-Reformier- Verfahren beschrieben. Bei diesem und mit diesem wird refor­ miertes Brenngas unmittelbar innerhalb einer elektrischen Brennstoffzelle generiert und in dieser dabei zugleich elekt­ rischer Strom erzeugt. Es ist bei diesem Verfahren jedoch in besonderem Maße darauf zu achten, zu vermeiden, dass durch den Prozeß des Reformierens die katalytische Eigenschaft der Brennstoffzelle nicht geschädigt wird.
Ein Verfahren zur Erzeugung eines Synthesegases im stöchio­ metrischen Verhältnis von H2 : CO = 2 : 1 aus vorzugsweise Erd­ gas, besteht darin, das Methan mit aus Luft abgetrenntem Sau­ erstoff zu Synthesegas, dieses wieder bestehend aus Wasser­ stoff H2 und Kohlenmonoxid CO, umzusetzen. Dieses Synthesegas kann wiederum direkt zu Methanol und sogar nützlichen Rest­ produkten weiterverarbeitet werden. Für die Beschaffung des erwähnten Sauerstoffs dient eine im Stand der Technik als ITM-(Ion Transport Membrane)-Keramik-Membran bezeichnete Membran, z. B. auf der Basis eines Sr-Fe-Co-O-Systems. Eine solche IT-Membran ist sowohl ein Elektronen- als auch ein Io­ nenleiter, und ist für Ionen des Sauerstoffs der Luft, und zwar im Gegensatz zum in dieser enthaltenen Stickstoff, in wesentlichem Maße bei entsprechender hoher Temperatur durch­ lässig. Läßt man z. B. in einem koaxialen Röhrensystem, bei­ spielsweise in dem inneren Rohr, Erdgas bzw. Methan hindurch­ strömen und befindet sich im Zwischenraum zwischen dem äuße­ ren und diesem inneren Rohr, dieses aus dem erwähnten Kera­ mikmaterial bestehend, Luft, so tritt bei vorgegeben hoher Temperatur mit Ionenwanderung von Sauerstoff durch die eine solche Membran bildende Wandung des inneren Rohres auf der Innenseite derselbe Sauerstoff auf. Der auf dieser Innenseite mit dort befindlichem Methan in Kontakt gekommene Sauerstoff ergibt bei der entsprechend hohen Reaktionstemperatur im in­ neren Rohr ein Gemisch aus Wasserstoff H2 und CO, entspre­ chend der Reaktionsgleichung CH4 + ½O2 → CO + 2H2. Aus dem Zwischenraum zwischen diesen beiden Rohren tritt am Ausgang­ sende im wesentlichen der Stickstoff der Luft aus. Dieser Prozeß der hier beschriebenen Bildung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff aus Erdgas (Methan) und dem Sauerstoffanteil der Luft wird als partielle Oxidation des Erdgases bezeichnet. Aus dem so gewonnenen Synthesegas kann wie oben beschrieben wiederum Methanol hergestellt werden. Die technische Bedeu­ tung dieses Verfahrens besteht darin, dass mittels der ITM- Keramik-Membran preisgünstig Sauerstoff verfügbar ist und dieser Vorteil die Erzeugung des Methanols wesentlich wirt­ schaftlicher macht als das oben schon beschriebene Verfahren des Reformierens mit Wasserdampf. Von dem erwähnten Material der Membran ist bekannt, dass es ein ionischer sowie elektro­ nischer Leiter ist. Der Sauerstoff, jedoch nicht der Stick­ stoff, diffundiert durch diese Membran und reagiert mit dem Methan zu dem Synthesegas. Dieses Herstellungsverfahren des Synthesegases ist somit ein einstufiger Prozeß, verglichen mit mehrstufigen Prozessen der herkömmlichen Technik mit kryogener Luftzerlegung, Dampfreformierung, Gaskonditionierung usw.
Zum Stand der Technik sei auch auf das Internet verwiesen, z. B. auf
http:/ / www.fe.doe.gov/techline/tl cermb.html
http:/ / www.apci.com/corp/rel/97090.html
http:/ / www.sasol.com/about/media/1997/med23.html
http:/ / www.anl.gov/OPA/news95/news951106.html
http:/ / www.anl.gov/OPA/frontiers96/cermem.html
http:/ / www.et.anl.gov.ceramics/mt ceram-methane.html
http:/ / www.fe.doe.gov/coal-power/vision21/vision21- examples.shtml
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das auf der Basis der voranstehend dargelegten Entwicklung beruhende Verfahren, nämlich der Erzeugung von Synthesegas und ggf. weiter von Me­ thanol als verflüssigtem Energieträger, dieser hergestellt aus einem nur gasförmigem Energieträger wie Erdgas und aus Luft, universeller anwendbar und effizienter zu machen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst und weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus Unteransprüchen hervor.
Lösung der Aufgabe der Erfindung ist somit eine Hochtempera­ tur-Vorrichtung bzw. das Verfahren, aus Luft und Erdgas bzw. Methan sowohl an sich bekanntermaßen hergestelltes Synthese­ gas und daraus ggf. Methanol zu produzieren als auch mit dem Synthesegas und Luft direkt elektrischen Strom zu erzeugen, nämlich diesen elektrischen Strom nicht über den Umweg einer dynamo-generatorischen Stromerzeugung zu gewinnen. Ein sol­ cher Strom wird in dieser Vorrichtung z. B. zum Betrieb der Kompressoren und anderer Maschinen des Prozesses benötigt und verbraucht.
Eine Weiterbildung besteht darin, in der Vorrichtung auch verfügbaren Sauerstoff zu erzeugen und diesen anstelle von Luft zumindest anteilsweise für die mit der Brennstoffzelle erfolgende elektrische Stromerzeugung zu nutzen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das einerseits be­ kannte Verfahren der Erzeugung von Synthesegas, nämlich wie es voranstehend beschrieben ist, zu nutzen und zu kombinieren mit an sich bekannter Erzeugung elektrischen Stromes mittels einer Brennstoffzelle, und zwar hier einer SOFC-Brennstoff­ zelle. Mit dieser Erfindung ist ein höherer Brennstoff- Nutzungsgrad zu erzielen, verglichen mit an sich bekannter separater Erzeugung von elektrischem Strom und davon getrenn­ ter Produktion von Synthesegas und daraus gewonnenem Metha­ nol. Mit der Erfindung kann auf den Einsatz von Wasserdampf verzichtet werden und statt dessen wird die Methanolsynthese mit optimaler stöchiometrischer Zusammensetzung des zuvor als Zwischenprodukt erzeugten Synthesegases durchgeführt, nämlich mit einem Synthesegas der Zusammensetzung H2 : CO = 2 : 1. Durchgeführt werden diese Prozesse der Strom- und der Synthe­ segas-Erzeugung bei im wesentlichen gleich hohen Temperatu­ ren, und zwar vorteilhafterweise in einer kombinierten Hoch­ temperatur-Vorrichtung.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann wahlweise jeweils insbesondere anteilsweise oder vollständig das erzeugte Syn­ thesegas als Anodengas in einer SOFC-Brennstoffzelle zur di­ rekten Erzeugung elektrischen Stroms genutzt und/oder mittels heterogener Katalyse in einer Synthesevorrichtung direkt in Methanol umgewandelt werden. Zur Verstromung wird das Synthesegas der Anode der Brennstoffzelle zugeführt, wobei Luft o­ der, gemäß einer Weiterbildung und für noch weiter erhöhte Effizienz, sogar reiner Sauerstoff zur Kathode geleitet wird. Die Stromerzeugung beruht auf der Anodenreaktion
H2 + O2- = → H2O + 2e-
CO + O2- = → CO2 + 2e-
und der Kathodenreaktion O2 + 4e- = → 2O2-.
Die Produktion des Methanols aus Synthesegas erfolgt entspre­ chend der Gleichung 2H2 + CO = → CH3OH.
Durch die in der Vorrichtung vorgesehene erfindungsgemäße Verwendung zweier Keramikmaterialien mit jeweils ausgewählt unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften, nämlich einmal eines Ionen-leitenden Elektrolyts für die SOFC-Brennstoff­ zelle und zum anderen einer Ionen- und Elektronen-leitenden Membran für die Sauerstoffabtrennung aus Luft und dann par­ tieller Oxidation des Brenngases, ist es möglich, das in je­ dem Falle vorzugsweise gänzlich ohne Einsatz von Wasserdampf erzeugte Synthesegas direkt in der SOFC-Brennstoffzelle zu verstromen und/oder das anfallende Synthesegas in Methanol oder eine entsprechende kohlenstoffhaltige Verbindung umzu­ setzen. Dabei ist erfindungswesentlich, dass diese beiden Verfahrensabläufe mit den genannten Mitteln im wesentlichen selben Temperaturbereich von etwa 1000 K bis etwa 1200 K auszu­ führen sind.
Dies ermöglicht daher die erfindungsgemäße Kombination der an sich einzelnen Prozeßeinrichtungen der Gaszerlegung und Syn­ these und der Stromerzeugung zu einer in kompakter Bauweise ausgeführten Einheit als Hochtemperaturvorrichtung, die in den Figuren nachfolgend je nach Ausführungsform und Weiter­ bildung mit 1 bzw. 1' bezeichnet ist.
Weitere Erläuterungen zur Erfindung gehen aus der nachfolgen­ den Beschreibung von Ausführungsbeispielen einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung hervor und das erfindungsgemäße Verfahren ist aus der bestimmungsgemäßen Benutzung dieser Vorrichtung zu ersehen.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt eine Weiterbildung.
Fig. 3 zeigt eine Detaildarstellung der weiterentwickelten, eine Synthesegas-Zelle enthaltende Zelle, die auch verfügbaren Sauerstoff liefert.
Die Fig. 1 zeigt mit 1 bezeichnet eine erfindungsgemäße kom­ binierte kompakte Hochtemperatur-Vorrichtung. Dieser Vorrich­ tung wird durch die Rohrleitung 2 hindurch Luft und durch die Rohrleitung 3 das Brenngas, z. B. Erdgas, Methan und dgl. je­ weils zugeführt. Luft und Brenngas werden anteilig der be­ kannterweise zwei Kammern aufweisenden Synthesegas-Zelle 11 mit der bekannten ITM-Keramik-Membran, wie sie schon oben be­ schrieben worden ist, zugeführt. Durch die Rohrleitung 4 und die Abzweig-Rohrleitung 6 hindurch erhält die elektrische SOFC-Brennstoffzelle 12 aus der Zelle 11 das für ihren Be­ trieb notwendige Synthesegas. Diese letztgenannte Zufuhr er­ folgt wahlweise anteilsmäßig entsprechend dem jeweiligen Strombedarf bemessen, der von der Brennstoffzelle 12 zu de­ cken ist. Durch die Rohrleitung 2 hindurch erhält die Brenn­ stoffzelle 12 diejenige Luftmenge, die für deren Betrieb er­ forderlich ist.
Durch die Rohrleitung 4 der Zelle 11 und die Rohrleitung 5 hindurch kann das Synthesegas der Zelle 11 direkt der Metha­ nolsynthese-Vorrichtung 13 zugeführt werden. Über die Strom­ leitung 7 kann der Zelle 12 z. B. zum Betrieb der Methanolsyn­ these in der Zelle 13 erforderlicher Strom entnommen werden.
Über die Stromleitung 8 ist frei verfügbarer Strom zu entneh­ men.
Mit 9 ist eine Abgasrohrleitung bezeichnet, durch die aus der Luftaufspaltung in der Synthesegaszelle 11 anfallender Stick­ stoff N2 abgeleitet wird. Dieser kann einer Vorrichtung 21 zur wahlweisen zusätzlichen vorteilhafterweise ausführbaren Ammoniaksynthese zugeführt werden. Zum Betrieb dieser Ammoni­ aksynthese kann über die Rohrleitung 15 ein Anteil erzeugten Wasserstoffes, - nach Abtrennung des Kohlenmonoxids -, und (nicht dargestellt) ggf. elektrischer Strom der Brennstoff­ zelle 12 zugeführt werden.
Durch mit dem für die Erfindung gewählten und wenigstens weitgehend eingehaltenen stöchiometrischen Verhältnis H2 : CO = 2 : 1 durchgeführte, sonst an sich bekannte partielle Oxidation des Erdgases zu Synthesegas und innerhalb der kombinierten Hochtemperaturvorrichtung 1 gleichzeitige, gekoppelte Erzeu­ gung von Elektrizität in der Brennstoff-(SOFC-)Zelle 12, be­ steht die Möglichkeit, Erdgas in einen unter Normalbedingun­ gen flüssigen Energieträger, nämlich das schon erwähnte Me­ thanol, umzuwandeln und gleichzeitig die dafür bzw. dabei er­ forderliche elektrische Energie bereitzustellen. Eine wichti­ ge, vorteilhafte Betriebsbedingung bzw. Eigenschaft der er­ findungsgemäßen gekoppelten Vorrichtung ist, dass mit wenigs­ tens im wesentlichen gleich hohen Betriebstemperaturen die partielle Oxidation in der Zelle 11 und die Stromerzeugung in der Zelle 12 der erfindungsgemäß kompakten Vorrichtung 1 durchgeführt werden kann.
Mit V sind in lediglich beispielhafter Weise elektrische Verbraucher bezeichnet, z. B. Pumpen, Kompressoren und dergl.
Der aus der Luft abgetrennte Stickstoff kann zusammen mit Wasserstoff, der aus erzeugtem Synthesegas abgetrennt werden kann, direkt für die Erzeugung von Ammoniak entsprechend der Reaktionsgleichung N2 + 3H2 = → 2NH3 eingesetzt werden.
Die Fig. 2 zeigt als eine Weiterbildung eine ebenfalls er­ findungsgemäße kompakte Hochtemperaturvorrichtung 1'. Diese enthält wiederum eine Brennstoffzelle 12 und eine spezielle, neuartige Zelle 30, die nach Aufbau und Funktion eine Synthe­ segas-Zelle wie die beschriebene Synthesegas-Zelle 11 ein­ schließt. Diese neue Zelle 30 ist in der Fig. 3 mit ihren Einzelheiten gesondert gezeigt. Wie aus der Fig. 3 zu erse­ hen, umfaßt diese neue Zelle 30 erfindungsgemäß drei Kammern 31, 32, 33, die vorzugsweise konzentrisch zueinander angeord­ net sind. Die Kammer 31 hat einen Eingang für Luft und die Kammer 33 den Ausgang für das hergestellte Synthesegas. Mit 130 ist die Außenwand der Zelle 30 bezeichnet.
Die Wände 131 und 132 zwischen einerseits den Kammern 31 und 32 und andererseits den Kammern 32 und 33 bestehen gemäß ei­ ner ersten Ausführungsform dieser Zelle 30 aus wie an sich bekannter und beschriebener Ionen- und Elektronen-leitender ITM-Keramik mit ggf. vorgesehener bekannter Oberflächenbe­ schichtung für z. B. katalytische Wirksamkeit. Die mittlere Kammer 32 hat einen Ausgang 2' für in der Zelle 30, genauer in dieser Kammer 32 befindlich abgetrennten, für insbesondere für die Brennstoffzelle verfügbaren Sauerstoff.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Zelle 30 besteht die zwischen den Kammern 31 und 32 befindliche mittlere Wand 131 aus lediglich Ionen-leitender Keramik. Dies kann z. B. ei­ ne ZrO2/YO2-Keramik sein. Bei dieser Keramik bzw. auf dieser Wand 131 sind auf deren beiden Seiten auf der jeweiligen Wandoberfläche gasdurchlässige oder gasdurchlässig ausgeführ­ te Elektroden vorgesehen. In Fig. 3 sind bezüglich dieser Elektroden K, A dieser zweiten Ausführungsform deren elektri­ sche Anschlüsse dargestellt, die mit + und mit - bezeichnet sind. An diese Anschlüsse wird eine elektrische Gleichspan­ nung angelegt. Dadurch wirkt die zur Kammer 31 hin ausgerich­ tete Wandoberfläche der Wand 131 als Kathode und die zur Kam­ mer 32 ausgerichtete Wandoberfläche als Anode. Das entspre­ chende elektrische Feld in der Wand wirkt auf die Ionenwande­ rung des durch diese Wand aus der Kammer 31 in die Kammer 32 hindurch tretende Gas. Dieses Gas ist, wie nachfolgend noch näher beschrieben, Sauerstoff der Luft, die der Kammer 31 zu­ geführt wird. Der Stickstoffanteil der zugeführten Luft wird von der Wand 131 in der Kammer 31 zurückgehalten und kann als solcher, wie oben schon zur Synthesegas-Zelle 11 beschrieben, weiter verwertet werden.
Als Elektrodenmaterial eignet sich für die Kathode z. B. LaM- nO3, dieses dotiert mit Strontium. Für die Anode eignet sich z. B. ZrO2-Ni. Die Wirkungsweise der Keramikwand 131 mit in dieser aufrechterhaltenem elektrischen Feld ist die, dass an der Außenseite der Wand vorhandener Sauerstoff elektroche­ misch zu 2O- reduziert wird, diese Sauerstoffionen durch die Wand hindurch wandern und an der innenseitigen Anode wieder zu O2 oxidiert werden.
Für diese Gewinnung von Sauerstoff aus Luft der Kammer 31 in der Kammer 32 dieser Zelle 30 ist wenigstens in der Regel notwendig, ein Partialdruck-Gefälle für Sauerstoff von der (Luft-)Kammer 31 zur Kammer 32 mit dem abgetrennten Sauer­ stoff vorzusehen bzw. aufrechtzuerhalten. Damit wird er­ reicht, dass auf der inneren Wandoberfläche der Trennwand 131 wie oben beschrieben oxidierter Sauerstoff nicht auf dieser Oberfläche anhaftend verbleibt, sondern sich in der Kammer 32 ansammelt. Dieses Partialdruckgefälle kann durch Abpumpen des Sauerstoffs aus bzw. Unterdruck in der zusätzlichen Kammer 32 bewirkt werden.
Der Kammer 31 wird Luft, diese vorzugsweise im Überschuß, zu­ geführt. Wie im Stand der Technik vermag also Sauerstoff der Luft, im Gegensatz zu deren Stickstoffanteil, die Wand 131 zu durchdringen, so dass in der Kammer 32 reiner Sauerstoff O2 vorhanden ist. Der Luftstickstoff N2 wird als Abgas aus der Kammer 31 abgegeben. In der Kammer 32 enthaltener Sauerstoff kann zum einen als solcher direkt entnommen werden, oder kann wie in Fig. 2 direkt der Brennstoffzelle 12 zugeführt wer­ den. Sauerstoff der Kammer 32 dringt aber bei dieser erfin­ dungsgemäßen Ausführungsform auch weiter durch die Wand 132 in die Kammer 33 ein. Dieser dritten Kammer 33 wird wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 das Brenngas, insbesondere Methan CH4, zugeführt. Mit dem Sauerstoff und dem Brenngas in der Kammer 33 wird in der Zelle 30 ebenso wie in der Synthe­ segas-Zelle 11 der Vorrichtung der Fig. 1 das Synthesegas H2 + CO gebildet, und zwar wieder in dem Verhältnis 2 : 1. Die Synthesegas-Zelle 11 ist hier somit ein Bestandteil der neuen Zelle 30, mit der einerseits Sauerstoff und andererseits Syn­ thesegas zu gewinnen ist.
Die in der Vorrichtung nach Fig. 2 direkte Sauerstoffzufuhr in die Brennstoffzelle 12 läßt einen höheren Wirkungsgrad, d. h. eine effektivere Stromerzeugung mit der Brennstoffzelle erzielen. Im übrigen, z. B. hinsichtlich der Ammoniakerzeu­ gung, der Lieferung frei verfügbaren Stromes und der autarken Stromversorgung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Vorrichtungen der Fig. 1 und 2 dem Prinzip nach ansonsten übereinstimmend.
Mit der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 kann außerdem noch frei verfügbarer Sauerstoff gewonnen werden, und zwar alles wiederum in bzw. mit einer Hochtemperatureinheit, wie sie be­ reits oben angegeben ist.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit der vorteilhaften eige­ nen Stromerzeugung ist besonders geeignet, am Ort abgelegener Erdgasfelder benutzt zu werden, um diese wirtschaftlich er­ schließen zu können. Das dort anfallende Erdgas kann energie­ autark am Ort der Gasquelle in einen unter Normalbedingungen flüssigen Energieträger umgewandelt werden, der durch z. B. schon vorhandene Rohrleitungen oder über See mit Hilfe von Tankern relativ problemlos an die Verbraucherorte verteilt werden kann. Gegenüber einer Verteilung des Erdgases in sei­ nem gasförmigen Aggregatzustand über weite Strecken, hat die am Entstehungsort erfolgende Umsetzung in flüssigen Energie­ träger den ganz entscheidenden Vorteil, dass nur kürzeste Gaswege des Methans vorliegen. Methan als Treibhausgas ersten Ranges sollte nach Möglichkeit nur über kurze Strecken und möglichst wenige Verteiler transportiert werden, da durch un­ vermeidliche Lecks in den Gasleitungen, Schiebern und dgl. in die Atmosphäre austretendes Methan außerordentlich schädlich wirksam ist. Ein anderer Gesichtspunkt ist, schon vorhandene Gas-Verteilungssysteme in der Weise zu nutzen, dass am Ort des Verbrauchers in kleinen dezentralen Einheiten mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung am Ort aus dort angeliefertem Erdgas Methanol erzeugt werden kann, das dort z. B. für einen jeweiligen Tankstellenbetrieb als Zapfstelle für den Kraft­ verkehr zur Verfügung steht.

Claims (10)

1. Vorrichtung (1, 1') zur Energie- und/oder Verbrauchs­ optimierten Aufbereitung von Brenngas, wie Erdgas, Methan, mit der Synthesegas hergestellt wird,
mit einer Zelle (11, 30), mit der das Synthesegas zu erzeugen ist, mit in dieser Zelle vorgesehenen Kammern (31, 33) mit Trennwand (132) aus Ionen- und Elektronen-leitender ITM- Keramik zur Abtrennung von Sauerstoff aus Luft zur Oxidation des Brenngases zu H2- und CO-Synthesegas und mit einem Ein­ gang für Luft und einem Ausgang für das Synthesegas,
dadurch gekennzeichnet,
dass diese Vorrichtung (1, 1') auch eine an sich bekannte SOFC-Brennstoffzelle (12) mit Ionen-leitendem Elektrolyt kon­ struktiv umfasst und dieser Brennstoffzelle (12) Synthesegas der Zelle (11, 30) als Anodengas und Luft oder Sauerstoff als Kathodengas zur elektrischen Stromerzeugung zugeführt ist, und
dass diese Vorrichtung (1, 1') konstruktiv als eine Hochtem­ peratureinheit für den vorgegebenen Temperaturbereich des Be­ triebs sowohl der Zelle (11, 30) mit der Funktion der Synthe­ segas-Erzeugung als auch der Brennstoffzelle (12) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorrichtung (1, 1') auch eine Vorrichtung (13) zur Methanol-Synthese und Abgabe von Methanol vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass elektrischen Strom verbrauchende Einrichtungen der Vor­ richtung (1, 1') zwecks Stromspeisung mit der Brennstoffzelle (12) der Vorrichtung verbunden sind.
4. Vorrichtung (1') nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dieser Vorrichtung eine derart ausgestaltete Zelle (30) mit der Funktion der Synthesegas-Erzeugung vorgesehen ist, die - zusätzlich zu der bekannten Zwei-Kammeranordnung (31, 33) mit Eingang für Luft und Ausgang für Synthesegas - eine weitere Kammer (32) umfasst, wobei hinsichtlich der Gas­ strömung Luft - Synthesegas in dieser Zelle (30) diese weite­ re Kammer (32) zwischen der Kammer (31) des Eingangs für Luft und der Kammer (33) des Ausgangs für Synthesegas der Zelle (30) mit einer weiteren, Gase selektiv separierenden Trenn­ wand (131) zur Kammer 31 des Eingangs für Luft eingefügt ist und diese weitere Kammer (32) auch einen Ausgang (2') für mittels der Trennwand in der Zelle (30) aus Luft abgetrenn­ ten, für die Brennstoffzelle (12) verfügbarem Sauerstoff hat.
5. Vorrichtung (1') nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese weitere Trennwand (131) aus Ionen- und Elektronen­ leitender ITM-Keramik besteht.
6. Vorrichtung (1') nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese weitere Trennwand (131) aus nur Ionen-leitender Keramik besteht und auf dieser Trennwand (131) auf deren bei­ den Seiten Elektroden (A, K) mit jeweiligem elektrischem Plus- und Minus-Anschluß vorgesehen sind, wobei die Elektro­ den gasdurchlässig sind.
7. Vorrichtung (1') nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Aufrechterhaltung eines Sauerstoffpartial­ druck-Gefälles von der Kammer (31) des Eingangs von Luft zur weiteren Kammer 32 vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zelle (11, 30) anfallender Stickstoff der Luft einer Ammoniak-Syntheseeinrichtung (21) zugeführt ist.
9. Verfahren zur Energie- und/oder Verbrauchsoptimierten Aufbereitung von anfallendem Brenngas, wie Erdgas, und Me­ than, mit der Synthesegas herzustellen ist,
ausführbar mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Anteil des erzeugten Synthesegases in der Brenn­ stoffzelle (12) zusammen mit Luft oder mit in der Vorrichtung gewonnenem verfügbarem Sauerstoff zur Stromerzeugung verwer­ tet wird und so erzeugter Strom für den Betrieb der für die­ ses Verfahren benutzten Vorrichtung eingesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mit der auch für die Herstellung des Synthesegases vor­ gesehenen Zelle (30) erzeugter Sauerstoff zusammen mit Syn­ thesegas für die Stromerzeugung in der Brennstoffzelle (12) eingesetzt wird.
DE10035425A 2000-07-20 2000-07-20 Vorrichtung und Verfahren zur kombinierten Erzeugung von Synthesegas und Elektrizität mittels Anwendung von Hochtemperaturverfahren, konstruktiv in einer Hochtemperatureinheit Expired - Fee Related DE10035425C2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10035425A DE10035425C2 (de) 2000-07-20 2000-07-20 Vorrichtung und Verfahren zur kombinierten Erzeugung von Synthesegas und Elektrizität mittels Anwendung von Hochtemperaturverfahren, konstruktiv in einer Hochtemperatureinheit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10035425A DE10035425C2 (de) 2000-07-20 2000-07-20 Vorrichtung und Verfahren zur kombinierten Erzeugung von Synthesegas und Elektrizität mittels Anwendung von Hochtemperaturverfahren, konstruktiv in einer Hochtemperatureinheit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10035425A1 DE10035425A1 (de) 2002-02-07
DE10035425C2 true DE10035425C2 (de) 2002-09-19

Family

ID=7649657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10035425A Expired - Fee Related DE10035425C2 (de) 2000-07-20 2000-07-20 Vorrichtung und Verfahren zur kombinierten Erzeugung von Synthesegas und Elektrizität mittels Anwendung von Hochtemperaturverfahren, konstruktiv in einer Hochtemperatureinheit

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10035425C2 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69030651T2 (de) * 1989-12-27 1997-08-21 Standard Oil Co Ohio Für Oxydationsreaktionen nützliche elektrochemische Reaktoren und Mehrkomponenten-Membranen
DE19826375A1 (de) * 1998-06-12 1999-12-16 Forschungszentrum Juelich Gmbh Brennstoffzelle mit CO¶2¶-Reformierung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69030651T2 (de) * 1989-12-27 1997-08-21 Standard Oil Co Ohio Für Oxydationsreaktionen nützliche elektrochemische Reaktoren und Mehrkomponenten-Membranen
DE19826375A1 (de) * 1998-06-12 1999-12-16 Forschungszentrum Juelich Gmbh Brennstoffzelle mit CO¶2¶-Reformierung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CA 131:230560 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10035425A1 (de) 2002-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60214950T2 (de) Miniaturisierte Feststoffoxyd-Brennstoffzelle
EP1194971A2 (de) Brennstoffzellen-system und brennstoffzelle für derartiges system
DE4235125C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Synthesegas und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
EP3511441A1 (de) Herstellung eines kohlenmonoxid enthaltenden gasprodukts
DE102012218648A1 (de) Festoxidbrennstoffzellensystem mit H2O- und CO2-Abtrennung
DE10035425C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur kombinierten Erzeugung von Synthesegas und Elektrizität mittels Anwendung von Hochtemperaturverfahren, konstruktiv in einer Hochtemperatureinheit
EP1750321B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Brennstoffzellenanordnung mit einem Gasgemisch mit einem Reaktionsgasanteil und einem Inertgasanteil sowie dafür geeignete Brennstoffzellenanordnung
DE102005014077B4 (de) Interkonnektor für Hochtemperaturbrennstoffzellen und Verfahren zu dessen Herstellung und Verfahren zum Betreiben einer Brennstoffzelle
DE102005017727B4 (de) Verfahren und Einrichtung zur Hochtemperatur-Dampf-Elektrolyse
EP2886681A1 (de) Elektrochemische Elektrolysezelle für die Wasserelektrolyse sowie Verfahren zum Betreiben derselben
DE10035426C2 (de) Hochtemperatur-Zelle für die Erzeugung von Synthesegas und freiem Sauerstoff
DE10156349B4 (de) Brennstoffzellenanlage
DE10339079A1 (de) Verfahren zur Erzeugung elektrischer Energie mit Hilfe einer Festelekrolyt-Brennstoffzelle
EP1386883A1 (de) Reformer-Brennstoffzellen-System und Verfahren zum Abschalten und Starten desselben
DE112004001825T5 (de) Direktbetrieb von Niedertemperatur-Festoxidbrennstoffzellen unter Verwendung von oxigeniertem Sauerstoff
WO1998021775A1 (de) Brennstoffzelle mit sauerstoffzufuhr in den brennstoff
WO2019137827A1 (de) Herstellung eines kohlenmonoxid enthaltenden gasprodukts
DE102020000937A1 (de) Verfahren und Anlage zur Bereitstellung eines Industrieprodukts unter Verwendung von Sauerstoff
DE102020109016B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Synthese von Ammoniak
DE102008038056A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Leistungssteigerung von Hochtemperatur-Brennstoffzellen
DE102006040289A1 (de) Gaserzeuger
EP1243046A1 (de) Optimierung der betriebsparameter eines direkt-methanol-brennstoffzellensystems
WO2021078517A1 (de) Herstellung eines synthesegases umfassend kohlenmonoxid und wasserstoff
EP1465276B1 (de) Niedertemperatur-Brennstoffzelle sowie Verfahren zum Betreiben derselben
DE112021005589T5 (de) Einzelbrennstoffzelle, Brennstoffzellenkartusche und Herstellungsverfahren für Einzelbrennstoffzelle

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee