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Nutzung von Biogas in Brennstoffzellen
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Nutzung von Biogas in Brennstoffzellen ab 48 EURO 1. Auflage

Anbieter: ebook.de
Stand: 02.06.2020
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Brennstoffzellennutzung in der Biogastechnik
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Derzeit vollzieht sich ein grundlegender Wandel in der Energieversorgung. Da der Energiebedarf stetig steigt, die fossilen Ressourcen schwinden und der globale Klimaschutz eine deutliche Reduktion der Treibhausgasemissionen erfordert, sieht sich die deutsche Stromwirtschaft vor einer Umstrukturierung der Energieversorgung. Um Versorgungssicherheit, günstige Preise und Klimaschutz auf einen Nenner zu bringen, muss der Energiemix der Zukunft mit effizienten Technologien und einem wachsenden Anteil erneuerbarer Energien sichergestellt werden. Einen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung leistet die Biogastechnologie, welche immer mehr an Bedeutung gewinnt und noch ein enormes Potential birgt: Derzeit werden in Deutschland ca. 2.700 Biogasanlagen betrieben, allein mit Abfällen aus der Landwirtschaft könnten über 200.000 Anlagen realisiert werden. Biogas wird bislang überwiegend in Verbrennungsmotoren verwertet, welche einen Generator zur Stromerzeugung antreiben. Neben dieser konventionellen Technologie gibt es weitere Nutzungsmöglichkeiten sowie innovative Methoden der Biogasverwertung. Eine davon ist die Implementierung einer Brennstoffzelle, die ihren Nutzen daraus bezieht, dass im Methanmolekül Wasserstoff enthalten ist, den die Brennstoffzelle als Kraftstoff benötigt.Im vorliegenden Buch wird vorgestellt, welche Arten von Brennstoffzellen für den Betrieb mit Biogasen geeignet sind, und es wird untersucht, welche Wirkungs- und Emissionsgrade erzielt werden können.

Anbieter: Dodax
Stand: 02.06.2020
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Entwicklung eines zweistufigen anaeroben Verfah...
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Um dem steigenden Energiebedarf, insbesondere elektrischer Energie, und der Verknappung fossiler Energieträger zu begegnen, ist sowohl eine effizientere Energienutzung als auch die Erschließung regenerativer Energiequellen notwendig. Zur Effizienzsteigerung kann bekanntlich die Brennstoffzellentechnik beitragen. Dies gelingt jedoch nur effizient und nachhaltig in Verbindung mit einer regenerativen Wasserstofferzeugung.So wird bisher Biogas durch anaerobe Vergärung 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 können mittels Kraftwärmekopplung z. B. zum Klimatisieren von Büroräumen u. ä. genutzt werden. Häufig besteht in der direkten Umgebung solcher Anlagen kein so großer Bedarf an thermischer Energie, so dass ein großer 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 höheren elektrischen Wirkungsgrad von Brennstoffzellen gegenüber Verbrennungsmotoren wird die Effizienz der Umwandlung vom Gas in nutzbare elektrische Energie gesteigert, da der Wirkungsgrad in Richtung Elektrizität verschoben ist.So entsteht bei der konventionellen Vergärung neben Methan (CH4) und CO2 auch H2 als intermediäres Produkt in den ersten drei Stufen der Vergärung von Biomasse. Werden die methanogenen Mikroorganismen, die sowohl den intermediären H2 mit CO2 als auch Essigsäure in CH4 und CO2 überführen, in der ersten Prozessstufe gehemmt, so entstehen H2, CO2 und organische Säuren. Auf Grund der mikrobiologischen Stoffwechselprozesse können 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 Säuren und hydrolytischen Bakterien verbessert die Hydrolyse eines Co-Substrats => kürzere HRT in der Methanstufe- Wasserstoffproduktion ist flexibler und unempfindlicher gegenüber Stoßbelastungen- Bis 13 % höhere Stromertrage bei Nutzung von PEM-FC- Steigender Stromertrag bei sinkender HRT in der WasserstoffstufeDas 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 Maßstab überführt werden könnte. Somit bietet sich dieses System aus den oben genannten Gründen als Erweiterung bestehender Vergärungsanlagen an. Es ist insbesondere für die Aufbereitung leicht verfügbarer Biomasse geeignet, die als Monosubstrat in der konventionellen Vergärung problematisch ist, da sie zur Übersäuerung führen kann.

Anbieter: Dodax
Stand: 02.06.2020
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Nachhaltige Wirtschaft – Frühjahr 2015
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Das Buch Nachhaltige „Wirtschaft – Frühjahr 2015“ skizziert Strom-, Wärme-, Kraftstoff-, Kunststoffversorgung und Grundchemikalien basierend auf regenerative Ressourcen. Alle Argumente sind mit Quellen verlinkt zur weiteren Information.Der Strommarkt verdoppelt sich dabei, da er den Kraftstoffmarkt und Wärmemarkt ergänzt, es werden ca 300 GW Windenergie in Deutschland installiert. Entsprechende Flächen stehen zur Verfügung, ein EEG bleibt in Kraft. Die Häuser werden solarthermisch und mit Wärmepumpe und Windstrom beheizt und enthalten einen großen Wärmespeicher. Im Automobilmarkt gibt es Elektroautos mit Range Extender, LKWs fahren mit Wasserstoff-Brennstoffzellen. Stroh und Holz werden aufgetrennt in Xylulosen (weiter zu Ethanol), in Zellstoff (weiter zu Papier oder zu Glucose und Zuckerchemie, PLA) und Lignin (Reaktivdestilation zu Holzkohle und Aromatengemisch als Kraftstoff). Biogas wird nur noch aus Abfällen erzeugt. Bei den Kunststoffen ist PLA gegenwärtig nur etwas teurer als PE, PP, PS und wird den Verpackungssektor erreichen spätestens bei steigenden Ölpreisen. CaO, Zement, Kupfer und Aluminium lassen sich mittels Windstrom, Eisen mittels Ligninkoks oder elektrolytisch erzeugen.

Anbieter: Dodax
Stand: 02.06.2020
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Nachhaltige Wirtschaft - Frühjahr 2015
27,90 CHF *
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Das kostenlose eBook zum Download finden Sie hier: https://cuvillier.de/uploads/cms_file/cms_file/359/9783736949676_E-Book.pdf Das Buch Nachhaltige 'Wirtschaft - Frühjahr 2015' skizziert Strom-, Wärme-, Kraftstoff-, Kunststoffversorgung und Grundchemikalien basierend auf regenerative Ressourcen. Alle Argumente sind mit Quellen verlinkt zur weiteren Information. Der Strommarkt verdoppelt sich dabei, da er den Kraftstoffmarkt und Wärmemarkt ergänzt, es werden ca 300 GW Windenergie in Deutschland installiert. Entsprechende Flächen stehen zur Verfügung, ein EEG bleibt in Kraft. Die Häuser werden solarthermisch und mit Wärmepumpe und Windstrom beheizt und enthalten einen grossen Wärmespeicher. Im Automobilmarkt gibt es Elektroautos mit Range Extender, LKWs fahren mit Wasserstoff-Brennstoffzellen. Stroh und Holz werden aufgetrennt in Xylulosen (weiter zu Ethanol), in Zellstoff (weiter zu Papier oder zu Glucose und Zuckerchemie, PLA) und Lignin (Reaktivdestilation zu Holzkohle und Aromatengemisch als Kraftstoff). Biogas wird nur noch aus Abfällen erzeugt. Bei den Kunststoffen ist PLA gegenwärtig nur etwas teurer als PE, PP, PS und wird den Verpackungssektor erreichen spätestens bei steigenden Ölpreisen. CaO, Zement, Kupfer und Aluminium lassen sich mittels Windstrom, Eisen mittels Ligninkoks oder elektrolytisch erzeugen.

Anbieter: Orell Fuessli CH
Stand: 02.06.2020
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Entwicklung eines zweistufigen anaeroben Verfah...
61,90 CHF *
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Um dem steigenden Energiebedarf, insbesondere elektrischer Energie, und der Verknappung fossiler Energieträger zu begegnen, ist sowohl eine effizientere Energienutzung als auch die Erschliessung regenerativer Energiequellen notwendig. Zur Effizienzsteigerung kann bekanntlich die Brennstoffzellentechnik beitragen. Dies gelingt jedoch nur effizient und nachhaltig in Verbindung mit einer regenerativen Wasserstofferzeugung. So wird bisher Biogas durch anaerobe Vergärung 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 können mittels Kraftwärmekopplung z. B. zum Klimatisieren von Büroräumen u. ä. genutzt werden. Häufig besteht in der direkten Umgebung solcher Anlagen kein so grosser Bedarf an thermischer Energie, so dass ein grosser 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 höheren elektrischen Wirkungsgrad von Brennstoffzellen gegenüber Verbrennungsmotoren wird die Effizienz der Umwandlung vom Gas in nutzbare elektrische Energie gesteigert, da der Wirkungsgrad in Richtung Elektrizität verschoben ist. So entsteht bei der konventionellen Vergärung neben Methan (CH4) und CO2 auch H2 als intermediäres Produkt in den ersten drei Stufen der Vergärung von Biomasse. Werden die methanogenen Mikroorganismen, die sowohl den intermediären H2 mit CO2 als auch Essigsäure in CH4 und CO2 überführen, in der ersten Prozessstufe gehemmt, so entstehen H2, CO2 und organische Säuren. Auf Grund der mikrobiologischen Stoffwechselprozesse können 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 Säuren und hydrolytischen Bakterien verbessert die Hydrolyse eines Co-Substrats => kürzere HRT in der Methanstufe - Wasserstoffproduktion ist flexibler und unempfindlicher gegenüber Stossbelastungen - Bis 13 % höhere 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 Massstab überführt werden könnte. Somit bietet sich dieses System aus den oben genannten Gründen als Erweiterung bestehender Vergärungsanlagen an. Es ist insbesondere für die Aufbereitung leicht verfügbarer Biomasse geeignet, die als Monosubstrat in der konventionellen Vergärung problematisch ist, da sie zur Übersäuerung führen kann.

Anbieter: Orell Fuessli CH
Stand: 02.06.2020
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Brennstoffzellennutzung in der Biogastechnik
55,90 CHF *
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Derzeit vollzieht sich ein grundlegender Wandel in der Energieversorgung. Da der Energiebedarf stetig steigt, die fossilen Ressourcen schwinden und der globale Klimaschutz eine deutliche Reduktion der Treibhausgasemissionen erfordert, sieht sich die deutsche Stromwirtschaft vor einer Umstrukturierung der Energieversorgung. Um Versorgungssicherheit, günstige Preise und Klimaschutz auf einen Nenner zu bringen, muss der Energiemix der Zukunft mit effizienten Technologien und einem wachsenden Anteil erneuerbarer Energien sichergestellt werden. Einen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung leistet die Biogastechnologie, welche immer mehr an Bedeutung gewinnt und noch ein enormes Potential birgt: Derzeit werden in Deutschland ca. 2.700 Biogasanlagen betrieben; allein mit Abfällen aus der Landwirtschaft könnten über 200.000 Anlagen realisiert werden. Biogas wird bislang überwiegend in Verbrennungsmotoren verwertet, welche einen Generator zur Stromerzeugung antreiben. Neben dieser konventionellen Technologie gibt es weitere Nutzungsmöglichkeiten sowie innovative Methoden der Biogasverwertung. Eine davon ist die Implementierung einer Brennstoffzelle, die ihren Nutzen daraus bezieht, dass im Methanmolekül Wasserstoff enthalten ist, den die Brennstoffzelle als Kraftstoff benötigt. Im vorliegenden Buch wird vorgestellt, welche Arten von Brennstoffzellen für den Betrieb mit Biogasen geeignet sind, und es wird untersucht, welche Wirkungs- und Emissionsgrade erzielt werden können.

Anbieter: Orell Fuessli CH
Stand: 02.06.2020
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Technische und ökonomische Analyse der Brennsto...
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Diplomarbeit aus dem Jahr 2006 im Fachbereich Umweltwissenschaften, Note: 1,7, HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Fachhochschule Hildesheim, Holzminden, Göttingen, 68 Quellen im Literaturverzeichnis, Sprache: Deutsch, Abstract: Derzeit befinden wir uns im grundlegenden Wandel unserer Energieversorgung. Da der Bedarf stetig steigt, die fossilen Ressourcen schwinden und der globale Klimaschutz eine deutliche Reduktion der Treibhausgasemissionen erfordert, steht die deutsche Stromwirtschaft vor einer Umstrukturierung der Energieversorgung. Um Versorgungssicherheit, günstige Preise und Klimaschutz auf einen Nenner zu bringen, muss daher der Energiemix der Zukunft mit effizienten Technologien und einem wachsenden Anteil erneuerbarer Energien sichergestellt werden. Einen steigenden Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung leistet hierbei unter Anderem die Biogastechnologie, welche immer mehr an Bedeutung gewinnt und noch ein enormes Potential birgt. Im Jahr 2005 konnten durch die Erzeugung von Biogas 3.200 GWh Strom in Deutschland erzeugt werden. Das entsprach einem Anteil von 0,53 % (5,1 %, bezogen auf erneuerbare Energien) an der gesamten Stromerzeugung bundesweit. Das grösste Potential für die Gewinnung von Biogas ist in der Landwirtschaft zu finden. Über 200.000 Anlagen, allein mit Abfällen aus der Landwirtschaft, könnten in Deutschland realisiert werden. Vergleicht man dies mit den derzeit ca. 2.700 Biogasanlagen (elektrische Gesamtleistung von ca. 665 MW), so wird das Potential dieser Technologie ersichtlich. Biogas wird derzeit überwiegend in Verbrennungsmotoren verwertet, welche einen Generator zur Stromerzeugung antreiben. Neben diesen konventionellen Technologien gibt es noch weitere Nutzungsmöglichkeiten, sowie innovative Methoden der Biogasverwertung, wie z.B. die Implementierung einer Brennstoffzelle. Hierbei macht man sich zu Nutze, dass im Methanmolekül (CH4, zu 50 - 75 Vol.-% im Biogas enthalten) Wasserstoff enthalten ist. Über eine Reformierung wird der Wasserstoff von dem Kohlenstoff abgespalten und der Brennstoffzelle zugeführt, welche diesen als Kraftstoff benötigt. Die Molten-Carbonate-Fuel-Cell (MCFC) ist für die Verwertung von Biogasen aufgrund ihrer hohen Betriebstemperatur und den Reaktanden im Gegensatz zu den Niedertemperatur-Brennstoffzellen besonders gut geeignet. Im Vergleich zu anderen Technologien zeichnet sich diese Alternative insbesondere durch hohe Wirkungsgrade und deutlich niedrigere Emissionen aus. Problematisch ist allerdings, dass die Brennstoffzelle wesentlich höhere Gasqualitäten fordert als das Biogas liefern kann.

Anbieter: Orell Fuessli CH
Stand: 02.06.2020
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Entwicklung eines zweistufigen anaeroben Verfah...
48,80 € *
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Um dem steigenden Energiebedarf, insbesondere elektrischer Energie, und der Verknappung fossiler Energieträger zu begegnen, ist sowohl eine effizientere Energienutzung als auch die Erschließung regenerativer Energiequellen notwendig. Zur Effizienzsteigerung kann bekanntlich die Brennstoffzellentechnik beitragen. Dies gelingt jedoch nur effizient und nachhaltig in Verbindung mit einer regenerativen Wasserstofferzeugung. So wird bisher Biogas durch anaerobe Vergärung 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 können mittels Kraftwärmekopplung z. B. zum Klimatisieren von Büroräumen u. ä. genutzt werden. Häufig besteht in der direkten Umgebung solcher Anlagen kein so großer Bedarf an thermischer Energie, so dass ein großer 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 höheren elektrischen Wirkungsgrad von Brennstoffzellen gegenüber Verbrennungsmotoren wird die Effizienz der Umwandlung vom Gas in nutzbare elektrische Energie gesteigert, da der Wirkungsgrad in Richtung Elektrizität verschoben ist. So entsteht bei der konventionellen Vergärung neben Methan (CH4) und CO2 auch H2 als intermediäres Produkt in den ersten drei Stufen der Vergärung von Biomasse. Werden die methanogenen Mikroorganismen, die sowohl den intermediären H2 mit CO2 als auch Essigsäure in CH4 und CO2 überführen, in der ersten Prozessstufe gehemmt, so entstehen H2, CO2 und organische Säuren. Auf Grund der mikrobiologischen Stoffwechselprozesse können 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 Säuren und hydrolytischen Bakterien verbessert die Hydrolyse eines Co-Substrats => kürzere HRT in der Methanstufe - Wasserstoffproduktion ist flexibler und unempfindlicher gegenüber Stoßbelastungen - Bis 13 % höhere 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 Maßstab überführt werden könnte. Somit bietet sich dieses System aus den oben genannten Gründen als Erweiterung bestehender Vergärungsanlagen an. Es ist insbesondere für die Aufbereitung leicht verfügbarer Biomasse geeignet, die als Monosubstrat in der konventionellen Vergärung problematisch ist, da sie zur Übersäuerung führen kann.

Anbieter: Thalia AT
Stand: 02.06.2020
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