Methanolreformer – Brennstoffzellen Komponenten

Mit der Brennstoffzellentechnologie ist eine Vielzahl von Produktanforderungen entstanden, welche zu den verschiedenen Zellenvariationen führt. Die Bauer Technologies hat mit ihrem 3-dimensionalen Siebdruckverfahren und den Sintermetallen einen Weg gefunden auf diesem Gebiet viele Systemlösungen zu ermöglichen.

 

Die Forschung und Entwicklung geht dabei von einer steten Branchen-Problematik in der Montage und Dichtung aus, welche mittel- und langfristig die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer der Brennstoffzellensysteme beeinflusst.

 

Mit unserer Technologie der Verarbeitung der Sintermetalle im nahtlosen 3-dimensionalen Siebdruck können einteilige Lösungen nicht nur für die Flow-Fields, Membrane und Zu- Ableitungssysteme generiert werden, sondern auch Brennstoffzellenbauteile der Zellenvorstufen. Hier ist exemplarisch der Reformer für Methanol aufzuführen.

 

Der Methanolreformer ist die sichere Variante der Wasserstoffversorgung für Brennstoffzellen, ohne den hochexplosiven Wasserstoff bevorraten zu müssen.

 

Das exotherm agierende Reformerbauteil zerlegt ein Methanol-Wassergemisch katalytisch unter Erwärmung.

Die Betriebstemperatur liegt dabei um 2800C, was zu einer hohen Anforderung an die Abdichtungssicherheit führt.

 

CH3OH(g) + H2O(g) ® CO2+3H2O         DH0R298 = 49,2 kJ/mol

 

Wie auch beim Flow-Field oder Mikrowärmetauscher werden die Stoff Zu- und Ableitungen, das Gehäuse und die Führungskanäle hier aus Kupferpulver im 3-dimensionalen Siebdruck gedruckt.

Die Bodenplatte, Katalysatoraufnahme, die Strömungsverteilung, Sammelkanäle und Durchleitungen zu den Folgeplatten eines Reformers können in einem Stück hergestellt werden.

 

Die signifikantesten Vorteile des 3-dimensional gedruckten Reformers sind:

 

-         Kanaldimension ohne Einschränkung gestaltbar, damit optimales Strömungsverhalten

-         Abdichtungsflächen (Montage) entfällt

                - dadurch höchste Systemdichtheit

-         Zu-, Ableitungen und Verteilungen reaktionsgerecht gestaltbar

                – dadurch homogenes Temperaturverhalten für die Katalyse

-         Keine Wärmeübergangsverluste

                – dadurch schnelles erreichen der erforderlichen Betriebstemperatur für die Katalyse

-         Integration von Freiräumen

                –dadurch Gewichts- und Materialeinsparung ohne Leistungsverlust der Katalyse

 

Das im Entwicklungsprozess befindliche Reformerplattenbauteil zeigt bereits jetzt eine Vielzahl von Optimierungswegen auf, die letztendlich vorrangig im 3-dimensionalen Siebdruck von Sintermetall umgesetzt werden können.

Breits in Keramik realisiert ist der Weg von Materialwechsel (dichtes Strömungsgehäuse zu porösem Katalysator), Gradienten- in Material und Struktur (Metall- zu Katalysatoranbindung) und Designfreiheitsgrad.

 

Dabei ist der Methanolreformer, bzw. die Reformerplatte ein Beispiel an Möglichkeiten durchaus für andere Funktionen wie chemischer Reaktor, Wärmetauscher, Gas- und Flüssigkeitsmischer, Strömungsstrecken und Flow-Fields nicht nur für die Brennstoffzellentechnologie.