IEA AFC Annex 31: On-site production of high-purity hydrogen from raw biogas with fixed-bed chemical looping (2022)
Bibliographische Daten
B. Stoppacher, T. Sterniczky, S. Bock, and V. HackerHerausgeber: Energy Conversion and Management, 2022
Englisch
Inhaltsbeschreibung
Chemical-Looping Verfahren zur Herstellung von hochreinem Wasserstoff aus Biogas stellen eine effiziente Möglichkeit zum Upgrade von biogenen Rest- und Abfallstoffen dar. Im Rahmen des österreichischen Forschungsprojekts Biogas2H2 wurde in der Südsteiermark ein 10 kWth Festbett-Chemical-Looping-System direkt an einen 3 MWth Biogasfermenter gekoppelt und betrieben. Die verwendete Laboranlage gilt als Vorlage für ein zukünftiges industrielles Systemdesign. Eine umfassende Parameterstudie zeigte den Einfluss relevanter Prozessparameter (Temperatur, O/R-Verhältnis, Reduktionszeit, Dampfmenge bei der Oxidation) auf die Wasserstoffreinheit und die Prozesseffizienz auf. Schwefelverbindungen wurden vor dem Eintritt in das System aus dem Biogas gefiltert, um eine schädliche Verunreinigungen des Produkts und Leistungsverluste zu vermeiden.
Der erzeugte Wasserstoff wurde online durch Gasanalyse mittels µGC im ppm-Bereich charakterisiert und wies eine Produktgasqualität von bis zu 99,998% auf. Darüber hinaus wurde eine vergleichbare Prozesseffizienz wie bei der Nutzung von synthetischem Biogas zur Wasserstofferzeugung erreicht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kopplung von Festbett-Chemical-Looping-Systemen mit Biogasanlagen die Erzeugung von Wasserstoff in Brennstoffzellenqualität mit einer hohen Prozesseffizienz ermöglicht.