Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Energie aus Kohlendioxid

27.08.2004


Amerikanische Wissenschaftler haben ein Verfahren entwickelt, um aus dem bei der Reformierung von Erdgas und anderen Kohlenwasserstoffen freiwerdenden Kohlenmonoxid direkt in der Brennstoffzelle elektrische Energie zu gewinnen. Die Technik könnte den Einsatz von Brennstoffzellen mit Reformern effektiver machen.


Das Polyoxometalat-Molekül dient nur als Vehikel für Elektronen und wird in dem Verfahren nicht verbraucht. Grafik: Science



Wird eine Polymermembranbrennstoffzelle (PEM) mit Kohlenwasserstoffen wie beispielsweise Methan (CH4) betrieben, so muss das Brenngas in einem vorgeschalteten externen Reformer zu Wasserstoff und Kohlendioxid reformiert werden. Diese Reaktion läuft gewöhnlich in zwei Schritten ab: Im ersten Schritt wird CH4 unter Zufuhr von Wärme mit Wasserdampf in Verbindung gebracht, worauf Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff entstehen. Anschließend wird das Kohlenmonoxid erneut mit Wasserdampf versetzt. Es entstehen daraus Kohlendioxid und Wasserstoff. So verschwindet das für die Platin-Katalysatoren der Brennstoffzelle als starkes Gift wirkende Kohlenmonoxid aus dem Brenngas, und es steht zusätzlich Wasserstoff zur Verbrennung in der Brennstoffzelle zur Verfügung.



Diese so genannte Shift-Reaktion läuft jedoch vergleichsweise langsam ab und setzt der Reformierung von Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffen daher ein Limit. Zudem bringt die Shift-Reaktion einen Wasserverbrauch mit sich, was besonders bei tragbaren Brennstoffzellen einen zusätzlichen Aufwand bedeutet.

Bei dem von Won Bae Kim von der Universität von Wisconsin in Madison und seinen Kollegen entwickelten Verfahren entfällt diese Shift-Reaktion jedoch völlig: Das Kohlenmonoxid reagiert in einem vorgeschalteten Reaktor in Anwesenheit von Wasser mit einem Komplexmolekül, einem so genannten Polyoxometalat. Dabei gibt das Kohlenmonoxid Elektronen an den Komplex ab und nimmt dabei den Sauerstoff des Wassers auf, wobei Kohlendioxid entsteht. Der Komplex mit den überzähligen Elektroden wandert zur Anode der Brennstoffzelle, gibt diese Ladungen dort ab und strömt wieder zurück in den Reaktor. Er dient also nur als Transportmittel für Elektronen und wird nicht verbraucht.

Mit diesem Verfahren kann ohne Shift-Reaktion aus dem Kohlendioxid zusätzliche elektrische Energie gewonnen werden. Anwendung versprechen sich die Entwickler vor allem bei Brennstoffzellen, die ihr Brenngas aus Biomasse beziehen. Dabei sei das Verhältnis des entstehendem Kohlenmonoxid und Wasserstoff besonders günstig.

Ulrich Dewald | Innitiative Brennstoffzelle
Weitere Informationen:
http://www.initiative-brennstoffzelle.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Patentierte Nanostruktur für Solarzellen: Raue Optik, glatte Oberfläche
17.09.2018 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

nachricht Mit Galliumnitrid für ein leistungsstarkes 5G-Mobilfunknetz - EU-Projekt »5G GaN2« gestartet
17.09.2018 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

Feuert man Lichtpulse aus einer extrem starken Laseranlage auf Materialproben, reißt das elektrische Feld des Lichts die Elektronen von den Atomkernen ab. Für Sekundenbruchteile entsteht ein Plasma. Dabei koppeln die Elektronen mit dem Laserlicht und erreichen beinahe Lichtgeschwindigkeit. Beim Herausfliegen aus der Materialprobe ziehen sie die Atomrümpfe (Ionen) hinter sich her. Um diesen komplexen Beschleunigungsprozess experimentell untersuchen zu können, haben Forscher aus dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) eine neuartige Diagnostik für innovative laserbasierte Teilchenbeschleuniger entwickelt. Ihre Ergebnisse erscheinen jetzt in der Fachzeitschrift „Physical Review X“.

„Unser Ziel ist ein ultrakompakter Beschleuniger für die Ionentherapie, also die Krebsbestrahlung mit geladenen Teilchen“, so der Physiker Dr. Thomas Kluge vom...

Im Focus: Bio-Kunststoffe nach Maß

Zusammenarbeit zwischen Chemikern aus Konstanz und Pennsylvania (USA) – gefördert im Programm „Internationale Spitzenforschung“ der Baden-Württemberg-Stiftung

Chemie kann manchmal eine Frage der richtigen Größe sein. Ein Beispiel hierfür sind Bio-Kunststoffe und die pflanzlichen Fettsäuren, aus denen sie hergestellt...

Im Focus: Patented nanostructure for solar cells: Rough optics, smooth surface

Thin-film solar cells made of crystalline silicon are inexpensive and achieve efficiencies of a good 14 percent. However, they could do even better if their shiny surfaces reflected less light. A team led by Prof. Christiane Becker from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) has now patented a sophisticated new solution to this problem.

"It is not enough simply to bring more light into the cell," says Christiane Becker. Such surface structures can even ultimately reduce the efficiency by...

Im Focus: Mit Nano-Lenkraketen Keime töten

Wo Antibiotika versagen, könnten künftig Nano-Lenkraketen helfen, multiresistente Erreger (MRE) zu bekämpfen: Dieser Idee gehen derzeit Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der Medizinischen Hochschule Hannover nach. Zusammen mit einem führenden US-Experten tüfteln sie an millionstel Millimeter kleinen Lenkraketen, die antimikrobielles Silber zielsicher transportieren, um MRE vor Ort zur Strecke zu bringen.

In deutschen Krankenhäusern führen die MRE jährlich zu tausenden, teils lebensgefährlichen Komplikationen. Denn wer sich zum Beispiel nach einer Implantation...

Im Focus: Schaltung des Stromflusses auf atomarer Skala

Forscher aus Augsburg, Trondheim und Zürich weisen gleichrichtende Eigenschaften von Grenzflächenkontakten im ferroelektrischen Halbleiter nach.

Die Grenzflächen zwischen zwei elektrisch unterschiedlich polarisierten Bereichen im Festkörper werden als ferroelektrische Domänenwände bezeichnet. In der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von den Grundlagen bis zur Anwendung - Internationale Elektrochemie-Tagung in Ulm

18.09.2018 | Veranstaltungen

Unbemannte Flugsysteme für die Klimaforschung

18.09.2018 | Veranstaltungen

Studierende organisieren internationalen Wettbewerb für zukünftige Flugzeuge

17.09.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Auf der InnoTrans 2018 mit innovativen Lösungen für den Güter- und Personenverkehr

18.09.2018 | Messenachrichten

Von den Grundlagen bis zur Anwendung - Internationale Elektrochemie-Tagung in Ulm

18.09.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Extrem klein und schnell: Laser zündet heißes Plasma

18.09.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics