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Entwicklung eines zweistufigen anaeroben Verfahrens zur kontinuierlichen Wasserstoff- und Methanerzeugung aus organischen Abfällen und Abwässern
Entwicklung eines zweistufigen anaeroben Verfahrens zur kontinuierlichen Wasserstoff- und Methanerzeugung aus organischen Abfällen und Abwässern
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Description
So wird bisher Biogas durch anaerobe Verg?rung von organischen Substanzen erzeugt. Zur Umwandlung des Gases in Strom werden derzeit Blockheizkraftwerke (BHKW) mit einem elektrischen Wirkungsgrad von 30-40% eingesetzt. Etwa weitere 50% des Energiegehaltes k?nnen mittels Kraftw?rmekopplung z. B. zum Klimatisieren von B?ror?umen u. ?. genutzt werden. H?ufig besteht in der direkten Umgebung solcher Anlagen kein so gro?er Bedarf an thermischer Energie, so dass ein gro?er Teil der Energie ungenutzt verloren geht. Die Entwicklung des zweistufigen Verfahrens zur kontinuierlichen biologischen Erzeugung von Wasserstoff und Methan aus Biomasse, kombiniert mit der Weiterentwicklung der Brennstoffzellen, stellt einen innovativen, nachhaltigen Ansatz dar, der auf den Grundlagen der Anaerobtechnik beruht. Durch den h?heren elektrischen Wirkungsgrad von Brennstoffzellen gegen?ber Verbrennungsmotoren wird die Effizienz der Umwandlung vom Gas in nutzbare elektrische Energie gesteigert, da der Wirkungsgrad in Richtung Elektrizit?t verschoben ist.
So entsteht bei der konventionellen Verg?rung neben Methan (CH4) und CO2 auch H2 als intermedi?res Produkt in den ersten drei Stufen der Verg?rung von Biomasse. Werden die methanogenen Mikroorganismen, die sowohl den intermedi?ren H2 mit CO2 als auch Essigs?ure in CH4 und CO2 ?berf?hren, in der ersten Prozessstufe gehemmt, so entstehen H2, CO2 und organische S?uren. Auf Grund der mikrobiologischen Stoffwechselprozesse k?nnen dabei theoretisch aus einem Kilogramm Glukose 498 Nl/kg Wasserstoff (1. Stufe) und weitere 248 Nl/kg Methan (2. Stufe) erzeugt werden.Vorteile des Verfahrens sind:
- Geringe hydraulische Verweilzeiten (HRT) in der 1. Stufe von 12 h - 48 h- Bereitstellung von organischen S?uren und hydrolytischen Bakterien verbessert die Hydrolyse eines Co-Substrats => k?rzere HRT in der Methanstufe- Wasserstoffproduktion ist flexibler und unempfindlicher gegen?ber Sto?belastungen- Bis 13 % h?here Stromertrage bei Nutzung von PEM-FC- Steigender Stromertrag bei sinkender HRT in der Wasserstoffstufe
Das Ausschleusen des Wasserstoffs in der ersten Stufe hatte keine gravierenden Auswirkungen auf die Methanbildung in der 2. Stufe des Systems.
Unter den oben genannten Voraussetzungen stellt die Kopplung der Wasserstofferzeugung an z. B. eine bestehende Fermentation eine Option dar, die in naher Zukunft in einen technischen Ma?stab ?berf?hrt werden k?nnte. Somit bietet sich dieses System aus den oben genannten Gr?nden als Erweiterung bestehender Verg?rungsanlagen an. Es ist insbesondere f?r die Aufbereitung leicht verf?gbarer Biomasse geeignet, die als Monosubstrat in der konventionellen Verg?rung problematisch ist, da sie zur ?bers?uerung f?hren kann.
Product details
- Binding:
- Paperback
- Edition:
- 1
- Languages:
- Original: German
- Number of Pages:
- 154
- Publisher:
- Shaker Verlag
- Publication Date:
- 2010-12-31
- ISBN / EAN:
- 9783832295707
- Weight:
- 225 g
- Dimensions:
- 149/212/14 cm
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