Dipl.-Chem. Claudia Melanie Diehm
(Fakultät für Chemie und Biowissenschaften
Institut für Technische Chemie und Polymerchemie)
Katalytische Partialoxidation von ethanolhaltigen Kraftstoffen an Rhodium

Die katalytische Partialoxidation (CPOX) von Kraftstoffen in CPOX-Reformern dient der Erzeugung von Wasserstoff zur Speisung von Brennstoffzellen in mobilen Stromerzeugern. Diese effiziente Art der Stromerzeugung ist ein Ansatz zur Verringerung des Verbrauchs von fossilen Brennstoffen und der Emission von Treibhausgasen. In der vorliegenden Arbeit wird die CPOX mit der Verwendung von Biokraftstoff aus nachwachsenden Rohstoffen verbunden, wodurch zum Klimaschutz und zur Unabhängigkeit von limitierten fossilen Brennstoffen beigetragen werden kann. Als Surrogate für ethanolhaltige Kraftstoffe dienen 2-Komponenten-Gemische aus Ethanol und i-Oktan (2,2,4 Trimethylpentan), wobei Mischungen mit 5, 10, 50 und 85 Vol.-% Ethanol verwendet werden. Die ergänzende Untersuchung der Reinstoffe Ethanol und i-Oktan erlaubt einen Vergleich der Ergebnisse der Mischungen mit den Ergebnissen der Reinstoffe. Die in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass für alle untersuchten Mischungen innerhalb von wenigen Millisekunden Kontaktzeit eine Selektivität zu Wasserstoff von über 80 % erreicht werden kann. Des Weiteren kann erstmals nachgewiesen werden, dass sich das Verhalten der 2-Komponenten-Gemische nicht additiv aus dem Verhalten der Einzelkomponenten zusammensetzt. Die Betriebsbedingungen von CPOX-Reformern in mobilen Stromerzeugern mit ethanolhaltigen Kraftstoffen können aus den durchgeführten Untersuchungen abgeleitet werden. Der Betrieb eines mobilen Stromerzeugers, der eine herkömmliche Brennstoffzelle enthält, ist ausschließlich mit der Mischung möglich, bei der eine Konzentration von 10 Vol.-% Ethanol vorliegt. Für alle anderen untersuchten Mischungen ist eine modifizierte Brennstoffzelle erforderlich, die für die Toleranz von Kohlenwasserstoffen in geringen Konzentrationen ausgelegt ist.