Mit einem System aus Hochtemperatur-Brennstoffzelle, Mikrogasturbine und Ammoniak als Treibstoff will eine Forschungsgruppe unter Beteiligung von THM-Professor Dr. Roland Dückershoff einen Beitrag zur Dezentralisierung der Energieversorgung leisten. Der Ansatz erntete auf einer internationalen Fachkonferenz in Thailand viel Anerkennung.
Prof. Dr. Dückershoff, der am Friedberger Fachbereich „Maschinenbau, Mechatronik, Materialtechnologie“ lehrt, stellte auf der International Conference on Mechanical Engineering in Pattaya einem internationalen, wissenschaftlichen Fachpublikum die „TURBO Fuel Cell“ mit CO2-freier Verbrennung vor. Die Konferenz wird alljährlich von der Thai Society of Mechanical Engineers veranstaltet. Sein Konferenzbeitrag zeigte das Potential der Verstromung von Ammoniak in Hochleistungsturbinen.
Mit Forschenden der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) und in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) arbeitet Dückershoff seit Jahren an der Energieerzeugung mittels hybrider Mikrogasturbinen-Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Technologie (MGT-SOFC: micro gas turbine – solid oxide fuel cell). Es wird dabei ein sehr hoher Wirkungsgrad von mehr als 70 Prozent erzielt – als Abfallprodukte entstehen Wasserdampf und Stickstoff.
Das System unter dem Namen „T-Cell“ wurde ursprünglich entwickelt und ausgelegt zur Stromerzeugung unter Nutzung von Erdgas. Bereits 2019 hatte Dückershoff diese Technologie auf der gleichen Konferenz vorgestellt und dafür mit Kollegen der BTU Cottbus-Senftenberg den „Best Paper Runner-Up Award“ in der Kategorie „Energietechnologie und -management“ erhalten.
Um die Freisetzung von CO2 zu umgehen, wurde das System in den vergangenen Jahren weiterentwickelt – es nutzt nun als Energieträger Ammoniak (NH3). Mit dem Wechsel vom organischen zum anorganischen Brennstoff wird das hocheffiziente System zur Stromerzeugung frei von der Nutzung von Kohlenstoff und ist im Energiezyklus somit absolut CO2-frei. Da die industrielle Synthese von Ammoniak im sogenannten Haber-Bosch-Verfahren allerdings sehr energieintensiv ist, hängt die Klimafreundlichkeit der T-Cell unmittelbar davon ab, dass möglichst grüner Ammoniak verwendet wird, also unter Nutzung von Strom aus erneuerbaren Quellen synthetisiertes NH3.
Das T-Cell-System selbst wurde im Rahmen der Weiterentwicklung obendrein einfacher gestaltet: So wurde das Dampfreformierungsmodul zum Aufbrechen des Kohlenwasserstoffs durch einen Nickelkatalysator ersetzt, der die Ammoniakverbindungen aufbricht, sodass der frei werdende Wasserstoff zur Nutzung in der Hochtemperaturbrennstoffzelle sowie in der Nachverbrennung genutzt werden kann. Die Bereitstellung und Zuführung von Wasserdampf ist in diesem System nicht mehr nötig. Die Zelle ist so dimensioniert, dass sie beispielsweise kommunale Gebäude oder Wohnquartiere mit Energie versorgen kann. Aber auch in den öffentlichen Raum kann die etwa Zelle von der Größe einer Litfaßsäule problemlos integriert werden.
Die T-Cell-Technologie soll den Weg zu einer dezentralen Stromversorgung ermöglich. Im Zusammenwirken mit den erneuerbaren Energien Windkraft und Photovoltaik kann diese Technologie ein Baustein für eine dezentrale und CO2-freie Stromerzeugung sein – mit einem Wirkungsgrad auf Weltrekordniveau.
Weitere Informationen auf der Projektseite: https://www.t-cell.ag/