Das CAMPFIRE-Vorhaben hat die Entwicklung einer Anlage zur Erzeugung von betankungsgeeignetem Wasserstoff aus grünem Ammoniak zum Ziel. In kommerziell verfügbaren NH3-Crackern wird ein Gemisch aus H2 und N2 erzeugt, das noch Spuren von NH3 enthält. Um den Wasserstoff in Brennstoffzellen nutzen zu können, ist es notwendig aus diesem Gemisch den Stickstoff und Ammoniakspuren (<100ppm) zu entfernen.
Innovativer Kern des vorliegenden Vorhabens ist eine neue Feinreinigungstechnologie auf der Basis einer Aminsalz-Speicherung (1. Stufe) und eines kostengünstigen Membrantrennmoduls (2. Stufe) zu realisieren. Beteiligt sind bei diesem Vorhaben die Exentis Tooling GmbH, Inherent Solutions Consult GmbH & Co. KG, PSL Technik GmbH, Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. und das Zentrum für Brennstoffzellen GmbH.
Im Laufe des Projektes wurden Filterkartuschen für die Aufnahme der Aminsalze entwickelt, gefertigt und ihre Reinigungsleistung untersucht. Für die anschließende Feinstreinigung des Gasgemisches (< 5 ppm Ammoniak) wurde ein Membrantrennmodul auf Basis einer CuPd-Membran mithilfe innovativer Fertigungsverfahren, basierend auf Laserschweißen und 3D-Siebdruck, entwickelt und gefertigt.
Beide Feinreinigungsmodule wurden zur Untersuchung des gesamten Trennprozesses in einen Versuchsstand integriert. Dieser umfasst die Medienversorgung, eine Beheizung des Membran-Trennmoduls sowie Ventile zur Druck- und Durchflussregulierung. Zur Bestimmung der Durchflüsse auf der Sekundärseite des Membranmoduls wurden entsprechende Durchflussmesser in den Teststand integriert.
Aktuell wird das neuartige Trennverfahren hinsichtlich seiner Funktionsfähigkeit getestet. Die beiden Stufen werden in Serie verschaltet und separat hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit untersucht. Neben der Leistungsfähigkeit werden die Verfügbarkeit und die Zuverlässigkeit des Verfahrens evaluiert und mögliche Verbesserungsvorschläge abgeleitet.
Abbildung: Prozessfließbild der H2-Aufbereitung mit Fertigungsschritten des entwickelten Filtermoduls und des aufgebauten Trennmembranmoduls
