DE69918450T2 - Erdgas-unterstüzter dampfelektrolyseur - Google Patents

Erdgas-unterstüzter dampfelektrolyseur Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Erzeugung von Wasserstoff und speziell die Erzeugung von Wasserstoff mit Hilfe der Hochtemperatur-Dampfelektrolyse und spezieller Erdgas-unterstützte Hochtemperatur-Dampfelektrolyseure, womit der Stromverbrauch um schätzungsweise mindestens 35% der konventionellen Dampfelektrolyseure verringert wird.
  • Wasserstoff ist ein Ausgangsstoff in zahlreichen technischen Prozessen und es ist vorauszusehen, dass er in der Zukunft als ein chemischer Ausgangsstoff sowie als ein Superkraftstoff noch an Bedeutung gewinnt. Gegenwärtig wird der überwiegende Teil des gesamten Wasserstoffbedarfs durch Wasserstofferzeugung aus fossilen Brennstoffen gedeckt, d.h. durch Dampfreformieren von Erdgas und durch Kohlevergasung. Sehr viel einfacher ist die Wasserstofferzeugung aus der Elektrolyse von Wasser und hat keine nachteilige, örtlich begrenzte Auswirkungen auf die Umwelt. Allerdings findet bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt die Wasserelektrolyse keine bedeutende kommerzielle Anwendung, da der Prozess die Anwendung großer Mengen von Elektroenergie erfordert, was zu hohen Produktionskosten führt.
  • Vom thermodynamischen Standpunkt ist es vorteilhafter, Wasser bei hoher Temperatur (800° bis 1.000°C) zu elektrolysieren, da die Energie in gemischter Form von Elektroenergie und Wärme zugeführt wird. Siehe hierzu W. Donitz, et al., "High Temperature Electrolysis of Water Vapor-Status of Development and Perspective for Application", Int. J. Hydrogen Energy, 10, 291 (1985). Darüber hinaus beschleunigt die hohe Temperatur die Reaktionskinetik, verringert den Energieverlust in Folge der Elektrodenpolarisation und erhöht den Gesamtwirkungsgrad des Systems. Typische Hochtemperatur-Elektrolyseure, wie beispielsweise das Deutsche "Hot Elly"-System, erzielen einen elektrischen Wirkungsgrad von 92%, während Niedertemperatur-Elektrolyseure einen Wirkungsgrad von höchstens 85% erreichen können. Siehe hierzu die vorgenannten Fundstelle von W. Donitz et al. Trotz des hohen Wirkungsgrad erzeugt das Deutsche System Wasserstoff immer noch zu den 2-fachen Kosten des mit Dampf reformierten Wasserstoffes. Um eine weit verbreitete Erzeugung des elektrolytischen Wasserstoffes am Ort zu fördern, müssen die Produktionskosten für Wasserstoff gesenkt werden. Nach der Deutschen Analyse des "Hot-Elly"-Systems lassen sich etwa 80% der Gesamtkosten der Wasserstofferzeugung auf die Kosten der für den Betrieb des Systems erforderlichen Elektroenergie zurückführen. Um daher die Elektrolyse mit dem dampfreformierten Wasserstoff wettbewerbsfähig zu machen, muss der Elektroenergieverbrauch des Elektrolyseurs um mindestens 50% für jedes moderne System herabgesetzt werden. Allerdings gibt es für diese Problem keine naheliegende Lösung, da der hohe Elektroenergieverbrauch durch thermodynamische Bedingungen für die Zersetzung von Wasser festgelegt ist.
  • Die vorliegende Erfindung gewährt eine Lösung für den vorgenannten hohen Elektroenergieverbrauch in Hochtemperatur-Dampfelektrolyseuren. Die Erfindung gewährt eine Herangehensweise an die Hochtemperatur-Dampfelektrolyse, mit der der Elektroenergieverbrauch auf mindestens 65% weniger herabgesetzt wird, als mit Dampfelektrolyseur-Systemen bekannter Ausführung erreicht worden ist. Die Erfindung umfasst einen Erdgas-unterstützten Dampfelektrolyseur für die Wasserstofferzeugung. Von den resultierenden Kosten für die Wasserstofferzeugung ist zu erwarten, dass sie mit dem Prozess des Dampfreformings wettbewerbsfähig sind. Wegen seiner modularen Charakteristik liefert das System der vorliegenden Erfindung eine Lösung für Wasserstofferzeugungsnetze mit lokalen Wasserstoff-Betankungsstellen, Haushaltsgeräten und für bordeigene Wasserstofferzeuger.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die effiziente Wasserstofferzeugung mit Hilfe der Hochtemperatur-Dampfelektrolyse.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Hochtemperatur-Dampfelektrolyseurs zur Wasserstofferzeugung, der den Elektroenergieverbrauch um mindestens 50 bis 90% in Bezug auf die gegenwärtigen Dampfelektrolyseure verringert.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Erdgas-unterstützten Dampfelektrolyseurs.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Gewährung eines Verfahrens zum Erzeugen von Wasserstoff mit Hilfe der Erdgas-unterstützten Dampfelektrolyse, worin die Produktionskosten mit denen des Prozesses der Wasserstofferzeugung im Dampfreformieren wettbewerbsfähig sind.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Gewährung eines Systems zur Hochtemperatur-Dampfelektrolyse für die Wasserstofferzeugung im Großmaßstab sowie für lokale Wasserstoff-Betankungsstellen, Haushaltsgeräte, Transport und bordeigene Wasserstofferzeuger.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Gewährung eines Erdgas-unterstützten Dampfelektrolyseurs zur effizienten Wasserstofferzeugung und gleichzeitigen Erzeugung von Syn-Gas (CO + H2), das für chemische Synthesen verwendbar ist.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Gewährung eines Erdgas-unterstützten Dampfelektrolyseurs als eine Quelle mit hohem Wirkungsgrad für Kraftstoffe mit sauberer Energie.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Gewährung eines Erdgas-unterstützten Hochtemperatur-Dampfelektrolyseurs zur Verbesserung der partiellen Oxidation von Erdgas zu CO und Wasserstoff (d.h. zur Erzeugung von Syn-Gas), worin das CO außerdem zum CO2 verschoben werden kann, um zusätzlichen Wasserstoff zu erzeugen.
  • Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Gewährung eines Erdgas-unterstützten Hochtemperatur-Dampfelektrolyseurs, worin das Erdgas genutzt wird, um den Sauerstoff zu verbrennen, der an der Anodenseite aus der Elektrolyse resultiert, wodurch die elektrische Potentialdifferenz über der Membran des Elektrolyseurs verringert oder eliminiert wird.
  • Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen offensichtlich. Grundsätzlich umfasst die Erfindung einen Erdgas-unterstützten Dampfelektrolyseur zur effizienten Erzeugung von Wasserstoff. Der Hochtemperatur-Dampfelektrolyseur der vorliegenden Erfindung senkt den Verbrauch an Elektroenergie im Vergleich zu den gegenwärtig bekannten Dampfelektrolyseuren um mindestens 65%. Insbesondere ist der Elektroenergieverbrauch des Erdgas-unterstützten Dampfelektrolyseurs um 65% geringer, als dieses mit dem vorgenannten Deutschen "Hot-Elly"-System erreicht wird, das gegenwärtig der am weitesten fortgeschrittene Hochtemperatur-Dampfelektrolyseur ist der konstruiert wurde. Da nach Schätzungen davon ausgegangen wird, dass etwa 80% der Gesamtkosten der Wasserstofferzeugung von den Kosten der Elektroenergie kommen, die zur Anwendung gelangt, führt eine Verringerung von 65% in der Elektroenergieverwendung zu signifikant geringeren Gesamtproduktionskosten. Da Erdgas (in den Vereinigten Staaten) etwa ein Viertel der Kosten der Elektroenergie ausmacht, ist es darüber hinaus offensichtlich, dass die Kosten für die Wasserstofferzeugung stark gesenkt werden. In einem der Lösungswege der Erfindung führt durch Verwendung eines geeigneten Katalysators (Ni-Cermet) auf der Anodenseite des Elektrolyseurs eine partielle Oxidation von Erdgas zu CO und Wasserstoff erzeugt (eine als Syn-Gas bekannte Gasmischung), und das CO kann außerdem zu CO2 verschoben werden, um zusätzlichen Wasserstoff zu liefern. Bei diesem Lösungsweg wird Wasserstoff auf beiden Seiten des Dampfelektrolyseurs erzeugt. In noch einem anderen Lösungsweg der Erfindung wird Erdgas in der Anodenseite des Elektrolyseurs verwendet, um den aus der Elektrolyse an der Anodenseite resultierenden Sauerstoff auszubrennen, wodurch die Potentialdifferenz über der Membran des Elektrolyseurs reduziert oder eliminiert wird. Bei diesem letzteren Lösungsweg wird eine Einheit der Elektroenergie durch eine Energieeinheit, die im Erdgas enthalten ist, zu einem Viertel der Kosten ersetzt, wodurch die Gesamtkosten der Wasserstofferzeugung herabgesetzt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die beigefügten Zeichnungen sind in die Offenbarung einbezogen und bilden einen Bestandteil von ihr und veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung zur Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung.
  • 1 zeigt schematisch einen konventionellen Hochtemperatur-Dampfelektrolyseur;
  • 2 zeigt graphisch die Charakteristik des Energieverbrauchs des in 1 gezeigten Systems, dargestellt in Form einer Strom-Spannungskurve;
  • 3 zeigt schematisch einen Lösungsweg oder eine Ausführungsform eines Erdgas-unterstützten Dampfelektrolyseurs, der nach der vorliegenden Erfindung konstruiert ist und bei dem eine partielle Oxidation des Erdgases einbezogen ist;
  • 4 zeigt graphisch den Energieverbrauch nach der Ausführungsform von 3 mit einer signifikanten Verringerung der Elektromotorischen Kraft;
  • 5 zeigt schematisch einen anderen Lösungsweg oder eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine vollständige Oxidation des Erdgases einbezogen ist;
  • 6 zeigt graphisch den Energieverbrauch nach der Ausführungsform von 5.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich auf einen Erdgas-unterstützten Hochtemperatur-Dampfelektrolyseur zur Erzeugung von Wasserstoff. Der neuartige Lösungsweg zur Hochtemperatur-Dampfelektrolyse, der durch die vorliegende Erfindung gewährt wird, senkt den Elektroenergieverbrauch für die Wasserstofferzeugung um mindestens schätzungsweise 65% im Bezug auf den, der mit Dampfelektrolyseur-Systemen bekannter Ausführung erreicht worden ist.
  • Die resultierenden Kosten der Wasserstofferzeugung sind auf diese Weise mit denen konventioneller Prozesse des Dampfreformierens wettbewerbsfähig. Aufgrund der modularen Charakteristik des Dampfelektrolyseurs der vorliegenden Erfindung kann dieser für die Wasserstofferzeugung in technischen Anlagen im Großmaßstab für Wasserstoff-Betankungsstellen oder für kleinere Systeme für den Hausgebrauch, Transport, usw. genutzt werden. Darüber hinaus lässt sich der Dampfelektrolyseur der vorliegenden Erfindung zur Erzeugung von Syn-Gas einsetzen, das für die chemische Synthese verwendbar ist. Außerdem ist der Erdgas-unterstützte Dampfelektrolyseur der vorliegenden Erfindung eine Quelle mit hohem Wirkungsgrad für einen sauberen Energiekraftstoff, nämlich Wasserstoff.
  • Wie vorstehend aufgezeigt wurde, ist es vom thermodynamischen Standpunkt vorteilhafter, Wasser bei hoher Temperatur (800° bis 1.000°C) zu elektrolysieren, da die Energie in gemischter Form von Elektroenergie und Wärme zugeführt wird. Darüber hinaus beschleunigt die hohe Temperatur die Reaktionskinetik, verringert den Energieverlust in Folge der Elektrodenpolarisation und erhöht den Gesamtwirkungsgrad des Systems.
  • Die Thermodynamik erfordert, dass eine Mindestmenge an Energie zugeführt werden muss, um Wassermoleküle zu spalten. Bis heute ist diese Energie in Form von Elektroenergie für Niedertemperatur-Wasserelektrolyseure und als Elektroenergie und Wärme für Hochtemperatur-Dampfelektrolyseure (800° bis 1.000°C) zugeführt worden. Der in der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangende Lösungsweg besteht darin, die Energieverluste herabzusetzen, indem an der Anodenseite des Elektrolyseurs Erdgas eingeführt wird. Da Erdgas etwa ein Viertel der Kosten von Elektroenergie ausmacht, werden dadurch, dass eine Einheit Elektroenergie durch eine Einheit chemischer, in Erdgas gespeicherter Energie ersetzt wird, die Kosten für die Wasserstofferzeugung gesenkt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung werden 4 bekannte Phänomene in einer Anlage vereint:
    • 1. Feste Oxidmembranen können Sauerstoff von jeder anderen Gasmischung allein dadurch trennen, dass lediglich Sauerstoff die Membran durchdringen kann (in Form von Sauerstoff-Ionen).
    • 2. Die Erzeugung von Sauerstoff-Ionen aus molekularem Sauerstoff (oder Sauerstoff enthaltenden Verbindungen, wie beispielsweise Wasser) an der einen Seite der Membran (Kathode) und die Wiedererzeugung von molekularem Sauerstoff an der anderen Seite (Anode) lässt sich dadurch erreichen, dass sowohl ein katalytisches als auch ein leitfähiges Material an beiden Seiten der Membran einbezogen ist und die Kathode mit dem negativen Pol und die Anode mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden sind.
    • 3. Der Kathodenkatalysator und die Gleichspannung lassen sich so wählen, dass das in Form von Dampf der Kathode zugeführte Wasser in molekularen Wasserstoff und Sauerstoff-Ionen zersetzt wird.
    • 4. Das Entfernen des molekularen Sauerstoffes von der Anodenoberfläche durch Reaktion (beispielsweise mit Kohlenwasserstoffen) senkt das chemische Sauerstoffpotential der Anode und senkt dadurch die zum Erzielen einer Wasserzersetzung erforderliche Spannung an der Kathode, indem die Überspannung herabgesetzt wird, um Sauerstoff-Ionen durch die Membran zu pumpen.
  • Zusätzlich zu der Kombination der Phänomene 1 bis 4 schreibt die Erfindung die Anwendung eines Anodenkatalysators zur partiellen Oxidation zusammen mit Erdgas vor, was zu einer Erzeugung von H2 + CO (Syn-Gas) an der Anode führt. Diese Ausführungsform sorgt damit für eine Wasserstofferzeugung an beiden Seiten der Membran mit dem Synergismus eines stark herabgesetzten Elektroenergieverbrauchs. Eine weitere Ausführungsform schreibt die Zugabe eines CO-zu-CO2-Verschiebungskonverters vor (bekannte Technologie), woraus eine noch weitere Erzeugung von Wasserstoff resultiert (CO + H2O → H2 + CO2). Dieser Zusatz hat ebenfalls den synergistischen Effekt der Erzeugung von Wärme für die Dampferzeugung, die für die Kathodenbeschickung erforderlich ist.
  • In den Dampfelektrolyseuren bekannter Ausführung, wie beispielsweise der vorgenannten Deutschen "Hot-Elly", ist das an der einen Seite der Elektrolyseurmembran befindliche Kathodengas in der Regel eine Mischung von Dampf (als Ergebnis der Erhitzung des Wassers zur Erzeugung von Dampf) und Wasserstoff, was auf die Reaktion von H2O → H2 + O2– an der Kathodenoberfläche zurückzuführen ist. Das an der gegenüberliegenden Seite der Elektrolyseurmembran befindliche Anodengas ist in der Regel Luft, wie in 1 dargestellt wird. Am Nullpunkt hat das System eine Leerlaufspannung bzw. EMK von etwa 0,9 V, was von dem Verhältnis Wasserstoff/Dampf und von der Temperatur abhängt. Um Wasser elektrolytisch zu spalten, muss eine höhere Spannung als die EMK angelegt werden, um Sauerstoff von der Dampfseite (Kathode) zu der Luftseite (Anode) zu pumpen. Selbstverständlich geht ein großer Teil der Elektroenergie oder 60 bis 70% der gesamten Elektroenergie verloren, indem der Elektrolyseur gegen den starken chemischen Potentialgradienten arbeiten muss, wie in 2 veranschaulicht wird. Wenn ein reduzierendes Gas, wie beispielsweise Erdgas, an der Anodenseite anstelle von Luft verwendet wird, so lässt sich der chemische Potentialgradient über dem Elektrolyseur bis nahezu auf Null reduzieren oder sogar auf einen negativen Wert, so dass Sauerstoff leichter von der Katho denseite zur Anodenseite gepumpt werden kann (bei geringerem Elektroenergieverbrauch), oder die Situation kann für die Spaltung von Wasser sogar spontan werden.
  • Nach der vorliegenden Erfindung, worin ein Erdgas-unterstützter Dampfelektrolyseur benutzt wird, sind 60 bis 70% der Elektroenergie des konventionellen Systems der 1 und 2 signifikant herabgesetzt. Zwei Lösungswege der vorliegenden Erfindung sind in den 3–4 und 5–6 veranschaulicht und werden nachfolgend detailliert beschrieben.
  • In dem ersten Lösungsweg, der in der Ausführungsform der 3–4 gezeigt ist, fördert ein geeigneter Katalysator, wie beispielsweise ein Ni-Cermet auf der Anodenseite des Elektrolyseurs die partielle Oxidation von Erdgas (CH4) zu CO und Wasserstoff mit Hilfe des sich an der Anode entwickelnden molekularen Sauerstoffes. Das resultierende Gasgemisch (CO + 2H2), das auch als Syn-Gas bekannt ist, kann in bedeutenden technischen Prozessen eingesetzt werden, wie beispielsweise der Synthese von Methanol und flüssigen Brennstoffen. Das CO kann auch in Richtung auf CO2 durch konventionelle Betriebsführung verschoben werden, um zusätzlichen Wasserstoff zu liefern. In diesem Prozess wird an beiden Seiten des Dampfelektrolyseurs Wasserstoff erzeugt. Die Gesamtreaktion ist dem Dampfreforming von Erdgas äquivalent. Bei dem Prozess des Dampfreformings wird die für die endotherme Reaktion benötigte Wärme durch Verbrennen eines Teils des Erdgases bereitgestellt. Von dem Einsatz von Elektroenergie in dem Lösungsweg mit dem Elektrolyseur mit einer Stromausbeute von fast 100% ist zu erwarten, dass ein Gesamtwirkungsgrad des Systems nahe an 90% erhalten wird, während der des Dampfreformingprozesses 65 bis 75% beträgt. Bei einem Vergleich mit einem konventionellen Elektrolyseur erzeugt die gleiche Menge des elektrischen Stroms in dem in 3–4 gezeigten Lösungsweg 4 Mal so viel Wasserstoff. Da darüber hinaus der größte Anteil an Energie für die Aufspaltung des Wassers von Erdgas bereitgestellt wird, ist der Verbrauch an Elektroenergie sehr gering und wird mit etwa 0,3 kWh/m3 H2 geschätzt, was um etwa eine Größenordnung weniger ist, als die in dem vorgenannten Deutschen "Hot-Elly"-Prozess erforderliche Menge. Zusätzliche zu einem Ni-Cermet als Katalysator können andere Katalysatoren wie Rhodium und Ruthenium einbezogen werden. 4, die eine Strom-Spannungs-Charakteristik zeigt, veranschaulicht eindeutig die Verringerung der Elektroenergie und die Erhöhung an nutzbarer Energie der Ausführungsform von 3 im Vergleich zu der in 2 gezeigten für den konventionellen Dampfelektrolyseur in 1. In 3 einbezogen ist eine CH4-Gaszuführung 10 und eine Steuerung dafür, die mit 11 angegeben ist, sowie eine Steuerung 12 für Elektroenergieversorgung 13.
  • In Abhängigkeit von den Bedingungen (Temperatur, Verhältnis von Wasserstoff zu Dampf) kann das Potential an der Anodenseite (Erdgasseite) kleiner sein als das Potential der Kathode (Dampfseite), in welchem Fall die Elektrolyse spontan ablaufen kann und es wird keine Elektroenergie für die Wasserspaltung benötigt. Das System wird in ähnlicher Weise wie eine Brennstoffzelle betrieben. Unter Verwendung eines gemischten Ionen/Elektronenleiters als Elektrolyt anstelle des konventionellen reinen Ionenleiters, der aus Yttriumoxid-stabilisiertem Zirconiumdioxid hergestellt wird, ist kein äußerer Stromkreis erforderlich, wodurch das System erheblich vereinfacht wird. Der gemischte Leiter kann aus dotiertem Cerdioxid oder der Familie (La, Sr) (Co, Fe, Mn)O3 hergestellt werden.
  • In dem zweiten Lösungsweg, der in der Ausführungsform der 5–6 gezeigt wird, wird Erdgas an der Anodenseite des Elektrolyseurs verwendet, um den Sauerstoff abzubrennen, der aus der Elektrolyse an der Kathodenseite entsteht, wodurch die Potentialdifferenz über der Elektrolyseurmembran verringert oder eliminiert wird. Der Elektroenergieverbrauch für diesen Lösungsweg wird bis etwa 35% der Systeme bekannter Ausführung verringert. Die direkte Verwendung von Erdgas anstelle von Elektroenergie zur Überwindung der chemischen Potentialdifferenz trägt zu einem Wirkungsgrad bis 60% im Bezug auf Primärenergie bei, während konventionelle Systeme einen Wirkungsgrad von bestenfalls 40% zeigen (unter Zugrundelegung eines mittleren Wirkungsgrades von 40% für die Umwandlung von Primärenergie zu Elektroenergie). Da darüber hinaus in dem neuen Prozess eine Einheit der Elektroenergie durch eine Energieeinheit im Erdgas zu einem Viertel der Kosten ersetzt wird, werden die Kosten für die Wasserstofferzeugung signifikant herabgesetzt. Darüber hinaus ist es bei der Ausführungsform der 5–6 über die Steuerungen 11' und 12' der CH4-Gaszufuhr 10' und der Elektroenergieversorgung 13' möglich, das Verhältnis zwischen der Elektroenergiezufuhr und der Erdgaszufuhr in Reaktion auf Schwankungen der relativen Preise von Erdgas und Elektrizität zu variieren. Beispielsweise lässt sich außerhalb der Strom-Spitzenbelastungszeit der Anteil an Erdgas verringern. Der Gewinn an nutzbarer Energie und die Verringerung der Leerlaufenergie der Ausführungsform von 5 werden durch einen Vergleich von 6 mit 2 eindeutig veranschaulicht.
  • Es ist damit gezeigt worden, dass der Erdgas-unterstützte Hochtemperatur-Dampfelektrolyseur der vorliegenden Erfindung den Elektroenergieverbrauch um mehr als die erforderlichen 50% Verringerung absenkt, um die Elektrolyse mit dem Dampfreforming für die Wasserstofferzeugung wettbewerbsfähig zu machen, womit der Elektroenergieverbrauch um 65% geringer ist als er mit den Dampfelektrolyseursystemen bekannter Ausführung erreicht wird, wie beispielsweise dem Deutschen "Hot-Elly"-System. Da jetzt Wasserstoff aus der Wasserelektro lyse erzeugt werden kann, die ein sehr viel einfacherer Prozess als das Dampfreforming von Erdgas oder Kohlevergasung ist, wird die Wasserstofferzeugung mit Hilfe der Wasserelektrolyse kommerziell mit den anderen Prozessen wettbewerbsfähig und ist als umweltfreundlich anzusehen. Aufgrund ihrer modularen Charakteristik stellen die Systeme der vorliegenden Erfindung eine Lösung für Wasserstoff-Erzeugungsnetze für örtliche Wasserstoff-Betankungsstellen, Haushaltsgeräte, Transport und bordeigene Wasserstofferzeuger dar. Darüber hinaus lassen sich die Systeme der vorliegenden Erfindung bei der großtechnischen Erzeugung von Wasserstoff und/oder Syn-Gas für technische Anlagen oder für chemische Synthese einsetzen sowie als eine Quelle mit hohem Wirkungsgrad für einen sauberen Energiekraftstoff, nämlich Wasserstoff.
  • Obgleich spezielle Ausführungsformen, Materialien, Parameter, usw. veranschaulicht und/oder beschrieben worden sind, sind diese nicht einschränkend auszulegen. Für den Fachmann auf dem Gebiet sind Modifikationen und Änderungen offensichtlich und es gilt als selbstverständlich, dass die Erfindung lediglich durch den Geltungsbereich der beigefügten Patentansprüche beschränkt ist.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Erzeugen von Wasserstoff durch Wasserdampfelektrolyse unter Verwendung eines Wasserdampfelektrolyseurs, der eine Membran mit einer Kathodenseite und einer Anodenseite hat, welches Verfahren umfasst: Inpositionbringen eines geeigneten Katalysators auf der Anodenseite, zur Unterstützung der partiellen Oxidation des Erdgases zu CO und Wasserstoff, durch ein Synthesegasgemisch; Bereitstellen eines gemischten ionischen/elektronischen Leiters als einen Elektrolyten; und Zuführen von Erdgas zur Anodenseite des Wasserdampfelektrolyseurs, um den Verbrauch an Elektroenergie zu senken.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, zusätzlich einschließend die Verschiebung des CO zu CO2 zur Erzeugung von zusätzlichem Wasserstoff.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zusatz des Erdgases zu einer Senkung des Verbrauchs an Elektroenergie führt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, zusätzlich einschließend das Variieren des Verhältnisses zwischen den Erdgas- und der Elektroenergiezuführungen in Reaktion auf Schwankungen der relativen Kosten von Erdgas und Elektroenergie.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erdgas zum Abbrennen des aus der Elektrolyse an der Kathodenseite resultierenden Sauerstoffes verwendet wird, wodurch die Potentialdifferenz über der Membran des Elektrolyseurs verringert oder eliminiert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, worin sich der Katalysator aus einem Material zusammensetzt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ni-Cermets, Rhodium und Ruthenium.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, worin sich der gemischte Leiter aus dem Material zusammensetzt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus dotiertem Ceroxid und der Familie (La, Sr)(Co, Fe, Mn)O3.
  8. Erdgas-unterstützter Wasserdampfelektrolyseur zum Erzeugen von Wasserstoff, einschließend: eine Elektrolyseurmembran mit einer Kathodenseite und einer Anodenseite, wobei in der Anodenseite ein Katalysator einbezogen ist, einen Elektrolyt, zusammengesetzt aus einem gemischten ionischen/elektronischen Leiter, Mittel zum Zuführen eines Gases zur Kathodenseite, Mittel zum Zuführen eines Gases zur Anodenseite, Mittel zum Zuführen von Elektroenergie zur Kathodenseite und der Anodenseite zum Beheizen des zugeführten Gases und Mittel zum Zuführen von Erdgas zur Anodenseite.
  9. Wasserdampfelektrolyseur nach Anspruch 8, wobei der Katalysator ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Ni-Cermets, Rhodium und Ruthenium.
  10. Wasserdampfelektrolyseur nach Anspruch 9, zusätzlich einschließend Mittel zum Variieren der zu diesem zugeführten Elektroenergie und des Erdgases, das zur Anodenseite zugeführt wird.
  11. Erdgas-unterstützter Wasserdampfelektrolyseur nach Anspruch 8, wobei sich der gemischte Leiter aus Material zusammensetzt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus dotiertem Ceroxid und der Familie (La, Sr)(Co, Fe, Mn)O3.
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Families Citing this family (109)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10196986T5 (de) * 2000-11-30 2004-05-06 Rmg Services Pty. Ltd. Elektrolytische kommerzielle Herstellung von Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffverbindungen
US6768109B1 (en) 2001-09-21 2004-07-27 6×7 Visioneering, Inc. Method and apparatus for magnetic separation of ions
JP2004060041A (ja) * 2002-07-25 2004-02-26 Ebara Corp 高純度水素の製造方法及び装置
US7276306B2 (en) * 2003-03-12 2007-10-02 The Regents Of The University Of California System for the co-production of electricity and hydrogen
US7045238B2 (en) * 2003-03-24 2006-05-16 Ion America Corporation SORFC power and oxygen generation method and system
US7482078B2 (en) * 2003-04-09 2009-01-27 Bloom Energy Corporation Co-production of hydrogen and electricity in a high temperature electrochemical system
US7364810B2 (en) 2003-09-03 2008-04-29 Bloom Energy Corporation Combined energy storage and fuel generation with reversible fuel cells
US7575822B2 (en) 2003-04-09 2009-08-18 Bloom Energy Corporation Method of optimizing operating efficiency of fuel cells
US7878280B2 (en) * 2003-04-09 2011-02-01 Bloom Energy Corporation Low pressure hydrogen fueled vehicle and method of operating same
AU2004264445B2 (en) * 2003-08-15 2009-07-23 Protegy Limited Enhanced energy production system
CA2535642A1 (en) * 2003-08-15 2005-02-24 Protegy Limited Enhanced energy production system
US7150927B2 (en) * 2003-09-10 2006-12-19 Bloom Energy Corporation SORFC system with non-noble metal electrode compositions
US7422810B2 (en) * 2004-01-22 2008-09-09 Bloom Energy Corporation High temperature fuel cell system and method of operating same
WO2005078160A1 (ja) * 2004-02-18 2005-08-25 Ebara Corporation 水素の製造方法及び装置
WO2005078159A1 (ja) * 2004-02-18 2005-08-25 Ebara Corporation 水素の製造方法及び装置
JP4512788B2 (ja) * 2004-02-18 2010-07-28 独立行政法人産業技術総合研究所 高温水蒸気電解装置
WO2006044313A2 (en) * 2004-10-12 2006-04-27 The Trustrees Of The University Of Pennsylvania Preparation of solid oxide fuel cell electrodes by electrodeposition
US20060147771A1 (en) * 2005-01-04 2006-07-06 Ion America Corporation Fuel cell system with independent reformer temperature control
US7514166B2 (en) * 2005-04-01 2009-04-07 Bloom Energy Corporation Reduction of SOFC anodes to extend stack lifetime
US7524572B2 (en) * 2005-04-07 2009-04-28 Bloom Energy Corporation Fuel cell system with thermally integrated combustor and corrugated foil reformer
US20060251934A1 (en) * 2005-05-09 2006-11-09 Ion America Corporation High temperature fuel cell system with integrated heat exchanger network
US7858256B2 (en) * 2005-05-09 2010-12-28 Bloom Energy Corporation High temperature fuel cell system with integrated heat exchanger network
US8691462B2 (en) 2005-05-09 2014-04-08 Modine Manufacturing Company High temperature fuel cell system with integrated heat exchanger network
US7700210B2 (en) * 2005-05-10 2010-04-20 Bloom Energy Corporation Increasing thermal dissipation of fuel cell stacks under partial electrical load
WO2007014127A2 (en) * 2005-07-25 2007-02-01 Ion America Corporation Fuel cell system with partial recycling of anode exhaust
US20070017368A1 (en) * 2005-07-25 2007-01-25 Ion America Corporation Gas separation method and apparatus using partial pressure swing adsorption
US7520916B2 (en) * 2005-07-25 2009-04-21 Bloom Energy Corporation Partial pressure swing adsorption system for providing hydrogen to a vehicle fuel cell
DK1908144T3 (da) * 2005-07-25 2012-08-13 Bloom Energy Corp Brændselscellesystem med elektrokemisk anodeudstødningsgasgenanvendelse
US7591880B2 (en) * 2005-07-25 2009-09-22 Bloom Energy Corporation Fuel cell anode exhaust fuel recovery by adsorption
JP4761195B2 (ja) * 2005-08-18 2011-08-31 独立行政法人産業技術総合研究所 水素製造装置
US20070117006A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-24 Zhongliang Zhan Direct Fabrication of Copper Cermet for Use in Solid Oxide Fuel Cell
US20070122339A1 (en) * 2005-11-28 2007-05-31 General Electric Company Methods and apparatus for hydrogen production
WO2007087305A2 (en) * 2006-01-23 2007-08-02 Bloom Energy Corporation Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
EP1982364A4 (de) 2006-01-23 2010-07-07 Bloom Energy Corp Modulares brennstoffzellensystem
US7659022B2 (en) 2006-08-14 2010-02-09 Modine Manufacturing Company Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
US7704617B2 (en) * 2006-04-03 2010-04-27 Bloom Energy Corporation Hybrid reformer for fuel flexibility
US8822094B2 (en) * 2006-04-03 2014-09-02 Bloom Energy Corporation Fuel cell system operated on liquid fuels
US20080022593A1 (en) * 2006-07-31 2008-01-31 Gur Turgut M Steam-carbon cell for hydrogen production
US8241801B2 (en) 2006-08-14 2012-08-14 Modine Manufacturing Company Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
US20080040975A1 (en) * 2006-08-21 2008-02-21 Albert Calderon Method for maximizing the value of carbonaceous material
US20080057359A1 (en) * 2006-09-06 2008-03-06 Bloom Energy Corporation Flexible fuel cell system configuration to handle multiple fuels
US7846600B2 (en) * 2006-09-21 2010-12-07 Bloom Energy Corporation Adaptive purge control to prevent electrode redox cycles in fuel cell systems
US8748056B2 (en) * 2006-10-18 2014-06-10 Bloom Energy Corporation Anode with remarkable stability under conditions of extreme fuel starvation
US10615444B2 (en) 2006-10-18 2020-04-07 Bloom Energy Corporation Anode with high redox stability
WO2008051368A2 (en) * 2006-10-23 2008-05-02 Bloom Energy Corporation Dual function heat exchanger for start-up humidification and facility heating in sofc system
US7393603B1 (en) * 2006-12-20 2008-07-01 Bloom Energy Corporation Methods for fuel cell system optimization
US7833668B2 (en) * 2007-03-30 2010-11-16 Bloom Energy Corporation Fuel cell system with greater than 95% fuel utilization
US7883803B2 (en) * 2007-03-30 2011-02-08 Bloom Energy Corporation SOFC system producing reduced atmospheric carbon dioxide using a molten carbonated carbon dioxide pump
US20080254336A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-16 Bloom Energy Corporation Composite anode showing low performance loss with time
US20080261099A1 (en) * 2007-04-13 2008-10-23 Bloom Energy Corporation Heterogeneous ceramic composite SOFC electrolyte
US7846599B2 (en) 2007-06-04 2010-12-07 Bloom Energy Corporation Method for high temperature fuel cell system start up and shutdown
BRPI0721769A2 (pt) * 2007-07-13 2013-04-02 Powercell Sweden Ab reator e mÉtodo de reforma para conversço de combustÍveis de hidrocarboneto em gÁs rico em hidrogÊnio
US8920997B2 (en) 2007-07-26 2014-12-30 Bloom Energy Corporation Hybrid fuel heat exchanger—pre-reformer in SOFC systems
US8852820B2 (en) 2007-08-15 2014-10-07 Bloom Energy Corporation Fuel cell stack module shell with integrated heat exchanger
US7645985B1 (en) 2007-08-22 2010-01-12 6X7 Visioneering, Inc. Method and apparatus for magnetic separation of ions
US9246184B1 (en) 2007-11-13 2016-01-26 Bloom Energy Corporation Electrolyte supported cell designed for longer life and higher power
WO2009064391A2 (en) 2007-11-13 2009-05-22 Bloom Energy Corporation Electrolyte supported cell designed for longer life and higher power
WO2009105191A2 (en) 2008-02-19 2009-08-27 Bloom Energy Corporation Fuel cell system containing anode tail gas oxidizer and hybrid heat exchanger/reformer
US8968958B2 (en) * 2008-07-08 2015-03-03 Bloom Energy Corporation Voltage lead jumper connected fuel cell columns
US8617763B2 (en) * 2009-08-12 2013-12-31 Bloom Energy Corporation Internal reforming anode for solid oxide fuel cells
US8445156B2 (en) * 2009-09-02 2013-05-21 Bloom Energy Corporation Multi-stream heat exchanger for a fuel cell system
JP5323269B2 (ja) * 2010-01-26 2013-10-23 ブルーム エナジー コーポレーション 燃料電池の構成物、特に固形酸化物型燃料電池の電解質材料
US8591718B2 (en) 2010-04-19 2013-11-26 Praxair Technology, Inc. Electrochemical carbon monoxide production
US8440362B2 (en) 2010-09-24 2013-05-14 Bloom Energy Corporation Fuel cell mechanical components
US9561476B2 (en) 2010-12-15 2017-02-07 Praxair Technology, Inc. Catalyst containing oxygen transport membrane
US8877399B2 (en) 2011-01-06 2014-11-04 Bloom Energy Corporation SOFC hot box components
US9486735B2 (en) 2011-12-15 2016-11-08 Praxair Technology, Inc. Composite oxygen transport membrane
CN103987681B (zh) 2011-12-15 2016-08-24 普莱克斯技术有限公司 复合氧气传送膜
FR2989366B1 (fr) 2012-04-13 2015-08-14 Commissariat Energie Atomique Production de dihydrogene par une transformation de gaz de tete issus d'une synthese
RU2497748C1 (ru) * 2012-05-03 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Способ получения водорода
RU2520475C1 (ru) * 2012-11-13 2014-06-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Способ преобразования солнечной энергии в химическую и аккумулирование ее в водородсодержащих продуктах
US9515344B2 (en) 2012-11-20 2016-12-06 Bloom Energy Corporation Doped scandia stabilized zirconia electrolyte compositions
US9969645B2 (en) 2012-12-19 2018-05-15 Praxair Technology, Inc. Method for sealing an oxygen transport membrane assembly
US9453644B2 (en) 2012-12-28 2016-09-27 Praxair Technology, Inc. Oxygen transport membrane based advanced power cycle with low pressure synthesis gas slip stream
US9755263B2 (en) 2013-03-15 2017-09-05 Bloom Energy Corporation Fuel cell mechanical components
US9212113B2 (en) 2013-04-26 2015-12-15 Praxair Technology, Inc. Method and system for producing a synthesis gas using an oxygen transport membrane based reforming system with secondary reforming and auxiliary heat source
US9296671B2 (en) 2013-04-26 2016-03-29 Praxair Technology, Inc. Method and system for producing methanol using an integrated oxygen transport membrane based reforming system
US9611144B2 (en) 2013-04-26 2017-04-04 Praxair Technology, Inc. Method and system for producing a synthesis gas in an oxygen transport membrane based reforming system that is free of metal dusting corrosion
US9938145B2 (en) 2013-04-26 2018-04-10 Praxair Technology, Inc. Method and system for adjusting synthesis gas module in an oxygen transport membrane based reforming system
US10018114B2 (en) * 2013-07-19 2018-07-10 Itm Power (Research) Limited Pressure reduction system
WO2015054219A2 (en) 2013-10-07 2015-04-16 Praxair Technology, Inc. Ceramic oxygen transport membrane array reactor and reforming method
US9452388B2 (en) 2013-10-08 2016-09-27 Praxair Technology, Inc. System and method for air temperature control in an oxygen transport membrane based reactor
JP6520936B2 (ja) 2013-10-23 2019-05-29 ブルーム エネルギー コーポレイション 高級炭化水素の選択的改質のための予備改質器
CA2926757C (en) 2013-12-02 2020-02-25 Praxair Technology, Inc. Method and system for producing hydrogen using an oxygen transport membrane based reforming system with secondary reforming
CA2937943A1 (en) 2014-02-12 2015-08-20 Praxair Technology, Inc. Oxygen transport membrane reactor based method and system for generating electric power
WO2015123304A1 (en) 2014-02-12 2015-08-20 Bloom Energy Corporation Structure and method for fuel cell system where multiple fuel cells and power electronics feed loads in parallel allowing for integrated electrochemical impedance spectroscopy ("eis")
US10822234B2 (en) 2014-04-16 2020-11-03 Praxair Technology, Inc. Method and system for oxygen transport membrane enhanced integrated gasifier combined cycle (IGCC)
US9789445B2 (en) 2014-10-07 2017-10-17 Praxair Technology, Inc. Composite oxygen ion transport membrane
US10096840B1 (en) 2014-12-15 2018-10-09 Bloom Energy Corporation High temperature air purge of solid oxide fuel cell anode electrodes
US10651496B2 (en) 2015-03-06 2020-05-12 Bloom Energy Corporation Modular pad for a fuel cell system
WO2016154198A1 (en) 2015-03-24 2016-09-29 Bloom Energy Corporation Perimeter electrolyte reinforcement layer composition for solid oxide fuel cell electrolytes
US10441922B2 (en) 2015-06-29 2019-10-15 Praxair Technology, Inc. Dual function composite oxygen transport membrane
US10118823B2 (en) 2015-12-15 2018-11-06 Praxair Technology, Inc. Method of thermally-stabilizing an oxygen transport membrane-based reforming system
US9938146B2 (en) 2015-12-28 2018-04-10 Praxair Technology, Inc. High aspect ratio catalytic reactor and catalyst inserts therefor
KR102154420B1 (ko) 2016-04-01 2020-09-10 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드 촉매-함유 산소 수송막
US20200087801A1 (en) * 2016-08-09 2020-03-19 Honda Motor Co., Ltd. Hydrogen processing device
US10361442B2 (en) 2016-11-08 2019-07-23 Bloom Energy Corporation SOFC system and method which maintain a reducing anode environment
US10680251B2 (en) 2017-08-28 2020-06-09 Bloom Energy Corporation SOFC including redox-tolerant anode electrode and system including the same
US12266835B2 (en) 2017-08-28 2025-04-01 Bloom Energy Corporation SOFC including redox-tolerant anode electrode and method of making the same
US11398634B2 (en) 2018-03-27 2022-07-26 Bloom Energy Corporation Solid oxide fuel cell system and method of operating the same using peak shaving gas
EP3797085A1 (de) 2018-05-21 2021-03-31 Praxair Technology, Inc. Otm-synthesegaspaneel mit gasbeheiztem reformer
US11885031B2 (en) 2018-10-30 2024-01-30 Ohio University Modular electrocatalytic processing for simultaneous conversion of carbon dioxide and wet shale gas
US11761096B2 (en) 2018-11-06 2023-09-19 Utility Global, Inc. Method of producing hydrogen
US11767600B2 (en) 2018-11-06 2023-09-26 Utility Global, Inc. Hydrogen production system
US11761100B2 (en) 2018-11-06 2023-09-19 Utility Global, Inc. Electrochemical device and method of making
EP3908551A4 (de) * 2019-01-11 2023-01-11 Utility Global, Inc. Verfahren zur herstellung von wasserstoff
EP3909089A4 (de) * 2019-01-11 2023-01-11 Utility Global, Inc. Elektrochemische vorrichtung und herstellungsverfahren dafür
EP3901329A1 (de) 2020-04-23 2021-10-27 sunfire GmbH Festoxidzellen-system-betriebsverfahren
US12312697B2 (en) 2021-05-18 2025-05-27 Bloom Energy Corporation Electrolyzer system with steam generation and method of operating same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3446674A (en) * 1965-07-07 1969-05-27 United Aircraft Corp Method and apparatus for converting hydrogen-containing feedstocks
US3755131A (en) * 1969-03-17 1973-08-28 Atlantic Richfield Co Apparatus for electrolytic purification of hydrogen
SU364563A1 (ru) * 1971-03-11 1972-12-28 Способ получения водорода для синтеза аммиака
DE69229839T2 (de) * 1991-01-29 2000-02-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Methode zur Herstellung von Methanol unter Verwendung der Wärme eines Kernkraftwerkes

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002526655A (ja) 2002-08-20
AU5696199A (en) 2000-04-10
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EP1115908A1 (de) 2001-07-18
DK1115908T3 (da) 2004-10-04
CA2345070A1 (en) 2000-03-30
US6051125A (en) 2000-04-18
ATE270355T1 (de) 2004-07-15
EP1115908B1 (de) 2004-06-30
DE69918450D1 (de) 2004-08-05

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