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Brennstoffe für Brennstoffzellen und für zukünftige Antriebssysteme

Brennstoffe für Brennstoffzellen und für zukünftige Antriebssysteme
Typ: Vorlesung
Lehrstuhl: Fakultät für Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik
Semester: Wintersemester 2010/11
Ort: EBI HS Raum 001 (Erdgeschoss)
40.11 Engler-Bunte-Institut
Zeit: Dienstag, 14:00-15:30 wöchentlich
Beginn: 19.10.2009
Dozent:

Prof. R. Reimert
Prof G. Schaub
und Mitarbeiter

SWS: 2
LVNr.: 22307
Hinweis: Die Vorlesung kann als Nebenfach-Wahlvorlesung oder als Bestandteil des Hauptfaches "Chemie und Technik fossiler und erneuerbarer Brennstoffe" gewählt werden.
Die Vorlesung beschäftigt sich mit aktuellen Fragestellungen der Brennstofftechnik und der Brennstoffchemie. Im ersten Teil der Vorlesung wird die Brennstoffzelle behandelt. Neue Anforderungen des Umwelt- und des Klimaschutzes haben in den vergangenen Jahren zu einem wiedererwachten Interesse an der Brennstoff­zelle geführt. Hierzu werden die thermodynamischen und die elektrochemischen Grundlagen bereitgestellt, konkrete Ausführungen, laufende Forschungsthemen sowie aktuelle Anwendungen im mobilen und stationären Bereich diskutiert.
 
Im zweiten Teil der Vorlesung werden aktuelle Fragestellungen zu zukünftigen Kraftstoffen für Verbrennungsmotoren behandelt. Als attraktiver Weg zur Erzeugung von flüssigen Erdöl-Ersatzprodukten wird derzeit die Fischer-Tropsch Synthese zu Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen gesehen, ausgehend von Erdgas oder festen Rohstoffen (Biomasse, Kohle). Behandelt werden chemische und verfahrenstechnische Grundprinzipien, Qualität der Produkte, Wirtschaftlichkeit. Die Bedeutung des Verkehrs- und Transportsektors für die anthropogen verursachten CO2-Emissionen wird im letzten Abschnitt behandelt. Die Wahl der Kombination Kraftstoffe-Antriebssysteme wird diskutiert im Zusammenhang mit allgemeinen Strategien für die CO2-Entlastung der Erdatmosphäre.

Inhaltsverzeichnis

1.   Brennstoffzellen

  • Thermodynamik / Wirkungsgrad
  • Historische Entwicklung
  • Funktionsweise einer Brennstoffzelle
  • Aufbau von Zelle / Stack
  • Brennstoffzellentypen
  • Wasserstoffbereitstellung
  • Anwendungen

2.   Kombinationen Kraftstoffe - Antriebssysteme für Fahrzeuge und Kriterien

3.   Synthetische Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe aus Erdgas und festen Rohstoffen

  • Grundprinzip
  • Chemie, Mechanismus, Kinetik
  • Technische Reaktoren
  • Verfahren
  • Produkte
  • Ökonomie

4.   Zukünftige Antriebssysteme und Minderung anthropogen verursachter CO2-Emissionen,
Verfahren und Wege für die CO2-Entlastung der Erdatmosphäre

  • Anstöße
  • Erdatmosphäre als Bilanzraum für CO2
  • Minderung anthropogener CO2-Ströme in die Atmosphäre
  • Entfernung von CO2 aus der Erdatmosphäre
  • Kosten, Wirtschaftlichkeit, Bewertung
  • Szenarien
  • Literatur

Vorlesungsbegleitende Materialien

  • Kapitel 1.1 bis 1.4.1 (pdf, 1,62 MB)
  • Kapitel 1.4.2 bis 1.4.4 (pdf, 2,2 MB)
  • Kapitel 1.4.5 (pdf, 1,2 MB)
  • Kapitel 1.4.6 bis 1.4.8 (pdf, 2,2 MB)
  • Kapitel 1.5 bis 1.6 (pdf, 3,2 MB)
  • Kapitel 2 (pdf, 0,5 MB)
  • Kapitel 3 (pdf, 1,9 MB)
  • Kapitel 4 (pdf, 1,0 MB)

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