ZBT erzeugt O2-arme Luft mit neuer PAFC

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QuattroGeneration in Duisburg (Quelle: ZBT)

Am Zentrum für BrennstoffzellenTechnik (ZBT) in Duisburg läuft seit Ende Mai 2015 eine phosphorsaure Brennstoffzelle und versorgt das Forschungsinstitut mit Strom und Wärme. Darüber hinaus erfüllt das 100-kW-Aggregat gleich noch drei weitere Aufgaben: Es reduziert die Energiekosten, es dient wissenschaftlichen Untersuchungen im Bereich der Kraft-Wärme-Kopplung und hilft, sauerstoffreduzierte Luft herzustellen. Zudem ist die neue PAFC Teil der KlimaExpo.NRW.

Das ZBT arbeitete bereits im Jahr 2008 gemeinsam mit dem damaligen Start-up N2telligence an Brennstoffzellensystemen, die sauerstoffarme Luft erzeugten. Damals stellten beide Partner auf dem Wasserstoff-Congress in Essen ihr Konzept vor, bei dem Strom sowie Wärme erzeugt und gleichzeitig O2-arme Luft produziert wird, um somit quasi ganz nebenbei auch Höhentraining simulieren zu können. Inzwischen ist aus dieser anfänglichen Idee ein kommerzielles Produkt geworden: QuattroGeneration-Aggregate liefern bereits an verschiedenen Standorten Strom, Wärme, Klimakälte und sauerstoffarme Abluft, so wie jetzt auch in Duisburg.

Die „Abgase“, die bei diesem erdgasbetriebenen PAFC-Aggregat (phosphoric acid fuel cell) von Fuji Electric auf der Kathodenseite entstehen, weisen einen reduzierten Sauerstoffgehalt auf, da ein Teil der O2-Moleküle mit den H2-Molekülen reagiert und dabei Strom und Wärme erzeugt. Diese sauerstoffarme Abluft kann dann wahlweise für medizinische Anwendungen (Hypoxie), zur Inertisierung oder auch für Brandschutzanwendungen genutzt werden. Dafür wurde ein zweiter Container installiert, in dem nach Auskunft von Prof. Dr. Joachim Fandrey vom Institut für Physiologie der Uniklinik Essen ein Klima herrscht, das einer Meereshöhe von 2.500 Metern entspricht.

Im Zentrum der Betrachtung steht bei dem an die Universität Duisburg-Essen (UDE) angegliederten Institut allerdings die Kraft-Wärme-Kopplung. Hier geht es auf wissenschaftlicher Seite um Analysen der Stromkennzahl sowie der Schadstoff- und der Geräuschemissionen. Zudem wird die KWK-Abwärme auf verschiedenen Temperaturniveaus ausgekoppelt und nutzbar gemacht, und ganz nebenbei werden noch die Stromkosten reduziert. Das ZBT spart auf diesem Wege außerdem etwa 115 t CO2 pro Jahr ein (kombinierter Wirkungsgrad: 90 %). Grund genug dafür, dass diese knapp 1 Mio. Euro teure Anlage als qualifiziertes Projekt auch Teil der KlimaExpo.NRW wird. Die KlimaExpo.NRW ist eine Initiative der Landesregierung und präsentiert bis 2022 in Nordrhein-Westfalen 1.000 Projekte, die den Fortschrittsmotor Klimaschutz vorantreiben.

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