- Der Diesel-Reformer ist das weltweit größte Brennstoffzellensystem und kann 25 Kilowatt Leistung erzeugen.
- Das System kann Schiffe ohne zusätzliche Wasserstoffspeichertanks mit Strom versorgen.
- Die Technologie hat praktischen Wert für Militäreinsätze, da sie weniger Lärm und Wärme erzeugt.
- Das Team plant, die Technologie auf der World Hydrogen Technology Expo zu präsentieren.
[Originalartikel]
Wissenschaftler haben einen Diesel-Reformer gebaut und beschreiben ihn als das weltweit größte Reformer-Brennstoffzellensystem, das in der Lage ist, Kraftstoff in wasserstoffreiches Gas umzuwandeln, um 25 Kilowatt (kW) elektrische Leistung für Schiffe zu erzeugen. Diese Technologie wurde vom Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme (Fraunhofer Institute for Microengineering and Microsystems, IMM) in Mainz, Deutschland, entwickelt und vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) Deutschlands gefördert. Sie ist Teil des DIMARIT-Forschungsprojekts, das sich auf Brennstoffzellen-Stromerzeugung für maritime Anwendungen konzentriert.
Das System ermöglicht es Schiffen, elektrische Energie zu erzeugen, ohne zusätzliche Wasserstoffspeichertanks zu benötigen. Das Team plant, diesen Reformer vom 20. bis 22. Oktober 2026 auf der World Hydrogen Technology Expo in Hamburg vorzustellen.
Potenzial für militärische Anwendungen
Laut dem Team könnte diese Technologie auch für militärische Operationen praktischen Wert haben, da sie weniger Lärm und Wärme erzeugt. Die Forscher erklären: „Der Reformer wandelt den an Bord befindlichen Kraftstoff in Gas um, das nach weiterer Verarbeitung der Brennstoffzelle zugeführt wird.“
Wasserstoff-Brennstoffzellen erzeugen Strom durch die elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff, ohne Verbrennung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Motoren erzeugen Wasserstoff-Brennstoffzellen keine elektrische Energie durch Verbrennung von Kraftstoff. Die Versorgung mit Wasserstoff kann jedoch schwierig sein, insbesondere auf Schiffen mit begrenztem Platzangebot. Zudem benötigt Wasserstoff spezielle Speichertanks, die wertvollen Platz beanspruchen und die Komplexität der Bordnetzsysteme erhöhen.
Der Reformer des Teams löst dieses Problem, indem er den an Bord gelagerten Diesel in wasserstoffreiches Gas umwandelt. Dieses Gas muss vor der Verwendung in der Brennstoffzelle weiterverarbeitet werden. Dadurch kann die Brennstoffzelle Strom erzeugen, ohne Wasserstoff separat zu speichern. Im Projektverlauf untersuchte das Team, wie die verschiedenen Phasen des Umwandlungsprozesses zusammenarbeiten, und erörterte, wie Wärme gemanagt werden kann, um einen zuverlässigen Betrieb der Systemkomponenten unter wechselnden Bedingungen zu gewährleisten. Darüber hinaus bewerten sie die Möglichkeit, synthetischen Dieselkraftstoff im Reformer zu verwenden. Das bedeutet, dass das System letztlich sowohl herkömmlichen Diesel als auch geeignete synthetische Kraftstoffe nutzen kann.
Vorteile und Herausforderungen der Technologie
Das Fraunhofer IMM gibt an, dass diese Technologie im militärischen Bereich Anwendungspotenzial haben könnte, da militärische Ausrüstung häufig zuverlässige Stromversorgung an Orten mit begrenzter konventioneller Energieinfrastruktur benötigt. Herkömmliche Dieselgeneratoren erzeugen erheblichen Lärm und Wärme, was militärische Positionen leichter entdeckbar macht, während das neue Diesel-Reformer-Brennstoffzellensystem eine leisere Alternative bieten kann. Dies liegt daran, dass es weniger bewegliche Teile hat, was Lärm und Wärmeemissionen erheblich reduziert. Das Forschungsteam erläutert in der Pressemitteilung ausführlich: „Im Vergleich zu motorgetriebenen Dieselgeneratoren benötigt das System weniger bewegliche Teile, was die akustische und thermische Signatur verringert.“
Potenzielle Anwendungen umfassen die Stromversorgung von Kommando- und Überwachungsfahrzeugen oder Feldlagern.
Die Verfügbarkeit von Kraftstoff und das Gewicht der Ausrüstung sind auch für die militärische Nutzung entscheidend. Da Diesel bereits vom Militär weit verbreitet eingesetzt wird, bietet seine Umwandlung in wasserstoffreiches Gas mehrere Vorteile. Das Team fasst zusammen: „Neben der Kraftstoffverfügbarkeit sind auch geringe Lärmemissionen, geringe Wärmeentwicklung und Leichtbau in diesem Zusammenhang entscheidend.“ Auf der Expo wird das Fraunhofer IMM diese Technologie zusammen mit seinem Methanol-Reformer, der Technologie zur Wasserstoffproduktion aus Ammoniak und der CO2-Methanisierungstechnologie präsentieren.
Projekt Spezifikation Elektrische Leistung 25 Kilowatt (kW)
Auswirkungen der neuen Technologie auf militärische und maritime Anwendungen
Die Entwicklung dieser Diesel-Reformer-Technologie kann nicht nur die Effizienz der Stromversorgung von Schiffen verbessern, sondern auch im militärischen Bereich erhebliche Vorteile bringen. Lärm und Wärme herkömmlicher Generatoren machen militärische Positionen sichtbar, während diese neue Technologie diese Risiken verringert und verdecktere Stromversorgungslösungen bietet. Zudem löst die Nutzung von Diesel, der vom Militär bereits breit eingesetzt wird, als Kraftstoff die Herausforderungen der Wasserstoffversorgung effektiv, was besonders für militärische Ausrüstung wichtig ist, die in begrenztem Raum operiert. Mit fortschreitender technischer Reife könnten in Zukunft weitere Anwendungsszenarien entwickelt werden.