Auxiliary Power Units

Projekt FCGEN

Diesel-Reformer an Bord eines LKW

PROX-Reaktor
© Foto Fraunhofer ICT-IMM

PROX-Reaktor

Der steigende Bedarf an elektrischer Energie während der Stillstandzeiten von Lastkraftwagen vor allem in den USA führt zu einer wachsenden Nachfrage nach elektrischen Stromerzeugern. Ein Bordstromerzeugungsaggregat (APU) muss dann betrieben werden, wenn der Hauptmotor abgeschaltet ist. Die Emissionen von LKWs im Amerikanischen Fernverkehr alleine durch den Betrieb des Antriebssystems im Standgas zur Stromerzeugung  werden pro Jahr auf 180.000 Tonnen NOx, 5000 Tonnen Feinstaub und 11 Millionen Tonnen CO2 geschätzt.

Das Grundprinzip

Hauptziel des Projektes FCGEN ist es, ein vollständiges, brennstoffzellenbasiertes, 3kW Bordaggregat (APU) zu entwickeln und den Konzeptnachweis in einer realen Umgebung an Bord eines LKWs zu erbringen. In diesem Zusammenhang ist ein Dieselreformer eine besonders vielversprechende Option, da er eine hohe Effizienz bei geringen Emissionen aufweist und mit dem gleichen Treibstoff wie der Hauptmotor betrieben wird.

Eigenschaften und Einsatzbereiche

Durch die F&E Arbeiten wurden Themen wie Katalysatorkosten, Treibstoffverdampfung und –entschwefelung, Verbindung der Komponenten, Robustheit, usw. adressiert. Schlüsselkomponenten wurden so weiterentwickelt, dass diese nun näher an kommerziell verwertbare Lösungen herankommen. Durch das System wird eine signifikante Verringerung des Treibstoffverbrauchs, insbesondere im Vergleich zur Stromerzeugung mit dem Antriebsaggregat des Lkw im Standbetrieb erzielt. Unsere Expertise ging maßgeblich in die Entwicklung der Komponenten des Reformersystems ein. Eine Verringerung des Platzbedarfs des Systems wird durch den Ersatz von monolithischen Reaktoren (ähnlich den in der  Autoabgasreinigungstechnik etablierten) und separaten Wärmeübertragern durch zwei Wärmeübertrager mit beschichteten Mikrokanälen möglich sowie durch die Optimierung des Packagings. Wir fokussieren unter anderem auf die Entwicklung des Aufreinigungssystems für den Reformer, das aus zwei Stufen besteht: einem einstufigen Wasser-Gas-Shift Reaktor und einem einstufigen Reaktor für die präferenzielle Oxidation. Weiterhin untersuchen wir Techniken, um die Reaktoren künftig kostengünstig produzieren zu können.

Unser F&E Angebot

Wir entwickeln mit unseren Kunden und Partnern Komplettlösungen für Reformersysteme vom Labor- bis zum Pilotmaßstab und weiter bis zur Serienreife. Dabei widmen wir uns neben der Konzeption der Reaktoren und Peripheriekomponenten deren Auslegung, Konstruktion und Fertigung sowie Systemintegration, Steuerung und Test. Die in den Reformern eingesetzten Brennstoffe reichen von (Bio-) Ethanol, Methanol, Propylenglykol, Ethylenglykol, Kerosin, Benzin, Diesel, Erdgas bis zu Flüssiggas.

 

Gefördert durch: 7. Rahmenprogramm der EU, Förderkennzeichen 277844.