Nutzung von Biogas in Brennstoffzellen
- Art: Diplomarbeit
- Autor: Jan Adolph
- Abgabedatum: September 2000
- Umfang: 91 Seiten
- Dateigröße: 5,4 MB
- Note: 2,0
- Institution / Hochschule: Georg-August-Universität Göttingen Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-3100-6
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-3100-6 P - ISBN (CD) :978-3-8324-3100-6 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Adolph, Jan September 2000: Nutzung von Biogas in Brennstoffzellen, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Technik, Brennstoffzellentypen, Agrarwissenschaft, Industrie, Landwirtschaft
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Diplomarbeit von Jan Adolph
Gang der Untersuchung:
In der Arbeit wird im ersten Teil auf die Biogaserzeugung und die dafür notwendige Technik eingegangen. Es werden sowohl die Grundlagen der Gaserzeugung als auch die Verfahrenstechnik der Biogaserzeugung beschrieben. Desweiteren kommen die Umweltwirkungen zur Sprache und es wird auf den Stand der derzeitigen Nutzung und das zukünftige Potential hingewiesen.
Der zweite Teil beschreibt die Technik der Brennstoffzelle mit den physikalischen Grundlagen, so dass auch nicht Vorgebildete einen Einstieg in diese Technik bekommen können.
Es wird im Einzelnen auf die Funktionsweise eingegangen und es folgt eine Beschreibung der unterschiedlichen Brennstoffzellentypen, wobei auf spezifische Besonderheiten eingegangen wird. Am Schluss dieses Teils kommen zusätzlich Wirkungsgrade und Emissionsverhalten zur Sprache.
Im dritten Teil erfolgt dann die Verknüpfung von Biogas mit Brennstoffzellen.
Es werden Systemlösungen aus der Industrie vorgestellt und es wird versucht, eine ökonomische Bewertung dieser Technik vorzunehmen.
Zum Abschluss gibt es Hinweise auf Einsatzgebiete im industriellen Maßstab und es werden rechtliche Rahmenbedingungen angesprochen.
Inhaltsverzeichnis:
| 1. | Einleitung | 1 |
| 2. | Erzeugung von Biogas | 5 |
| 2.1 | Grundlagen der Gaserzeugung | 7 |
| 2.1.1 | Gärprozeß | 7 |
| 2.1.2 | Gaszusammensetzung und Gasreinigung | 13 |
| 2.1.3 | Verwertung des Gases | 15 |
| 2.2 | Verfahrenstechnik der Biogaserzeugung | 16 |
| 2.2.1 | Ein-/ mehrstufiges Verfahren | 17 |
| 2.2.2 | Temperaturbereiche | 18 |
| 2.2.3 | Einsatz von Kofermenten | 20 |
| 2.2.4 | Anlagenkomponenten | 20 |
| 2.2.5 | Darstellung von Anlagenkonzeptionen | 22 |
| 2.3 | Umweltwirkungen | 25 |
| 2.4 | Stand der derzeitigen Nutzung und Potential | 27 |
| 3. | Technik der Brennstoffzelle | 29 |
| 3.1 | Physikalische Grundlagen | 29 |
| 3.2 | Funktionsweise einer Brennstoffzelle | 32 |
| 3.2.1 | Aufbau | 2 |
| 3.2.2 | Reaktionen an Anode und Kathode | 33 |
| 3.2.3 | Berechnung des Wirkungsgrades | 34 |
| 3.2.4 | Strom- oder wärmeseitige Führung | 35 |
| 3.3 | Brennstoffzellentypen | 36 |
| 3.3.1 | Technische Kenngrößen der unterschiedlichen Brennstoffzellen | 37 |
| 3.3.1.1 | Katalysatormaterialien | 37 |
| 3.3.1.2 | Zusammensetzung des Elektrolyten | 37 |
| 3.3.2 | Brenngasaufbereitung | 38 |
| 3.3.2.1 | Rohgasreinigung | 40 |
| 3.3.2.2 | Reformierung | 40 |
| 3.3.2.3 | Gasfeinreinigung | 41 |
| 3.4 | Besonderheiten und Verwendung der Brennstoffzellentypen | 42 |
| 3.5 | Wirkungsgrade der verschiedenen Brennstoffzellentypen | 46 |
| 3.6 | Emissionen | 47 |
| 4. | Nutzung von Biogas in Brennstoffzellen | 49 |
| 4.1 | Systemlösungen aus der Industrie | 49 |
| 4.1.1 | PAFC der ONSI Corporation | 50 |
| 4.1.2 | PEM Brennstoffzelle von Plug Power/Vaillant | 50 |
| 4.1.3 | MCFC Brennstoffzelle „Hot Module“ von MTU | 51 |
| 4.1.4 | SOFC Brennstoffzelle „Hexis“ von Sulzer | 53 |
| 4.2 | Nutzung von Biogas auf landwirtschaftlichen Betrieben | 55 |
| 4.2.1 | Betriebsformen in der Landwirtschaft | 56 |
| 4.2.2 | Geeignete Brennstoffzellen und Einteilung der Leistungsbereiche | 59 |
| 4.2.3 | Ökonomische Betrachtung | 60 |
| 4.2.3.1 | Biogasanlagen | 60 |
| 4.2.3.2 | Brennstoffzellen | 67 |
| 4.3 | Einsatzgebiete im industriellen Maßstab | 72 |
| 4.4 | Rechtliche Rahmenbedingungen | 74 |
| 5. | Zusammenfassung und Ausblick | 77 |
| 6. | Literatur | 79 |
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Link zur Arbeit:
http://www.diplom.de/ean/9783832431006
Arbeit zitieren:
Adolph, Jan September 2000: Nutzung von Biogas in Brennstoffzellen, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
Technik, Brennstoffzellentypen, Agrarwissenschaft, Industrie, Landwirtschaft
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