Modellgestützte Topologieentwicklung eines skalierbaren Methanolreformers

Die Technische Universität Clausthal entwickelt gemeinsam mit der IFT Whitecell Engineering GmbH einen skalierbaren Methanolreformer zur effizienten Bereitstellung von Wasserstoff aus grünem Methanol. Der erzeugte Wasserstoff ist für den Einsatz in Hochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellensystemen (HT-PEM) vorgesehen.

Ziel des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens ist ein hocheffizienter, dynamikfähiger und langlebiger Reformer. Die Untersuchungen konzentrieren sich zunächst auf eine Leistungsklasse von etwa 5 kW. Die dabei entwickelten Methoden und gewonnenen Erkenntnisse sollen anschließend auf größere Leistungsklassen von etwa 25 kW und darüber hinaus übertragen werden.

Modellierung und Topologieentwicklung

Am Institut für Chemische und Elektrochemische Verfahrenstechnik (ICVT) werden physikalisch-chemische Modelle des Reformierungsprozesses entwickelt. Sie beschreiben das Zusammenwirken von Reaktionskinetik, Stofftransport, Strömungsführung und Wärmeübertragung. Neben dem stationären Betrieb werden auch das Startverhalten, Lastwechsel und der Einsatz einer elektrischen Zusatzbeheizung betrachtet.

Die Modelle bilden die Grundlage für eine systematische Variation und Optimierung der Reformertopologie. Untersucht werden unter anderem die Anordnung der Reaktionszonen, die Strömungsführung, die Wärmeübertragungsflächen und die Katalysatorauslegung. Ziel ist es, geeignete Geometrien und Betriebsstrategien zu identifizieren und ihre Übertragbarkeit auf weitere Leistungsklassen zu bewerten.

Das Institut für Energieverfahrenstechnik und Brennstofftechnik (IEVB) untersucht die thermische Kopplung von Brenner, Feuerraum und Reformer. Die Modelle beider Institute werden über definierte thermische Randbedingungen miteinander verbunden.

Die IFT Whitecell Engineering GmbH übernimmt die konstruktive Umsetzung, den Prototypenbau sowie den Aufbau der erforderlichen Prüf- und Testinfrastruktur. Experimentelle Messdaten dienen der Parametrierung und Validierung der Modelle. Durch die Verbindung von Modellierung, Konstruktion und experimenteller Erprobung sollen Entwicklungszyklen verkürzt und der Reformer hinsichtlich Effizienz, Betriebssicherheit und Skalierbarkeit verbessert werden.

Projektpartner und Ansprechpersonen

Technische Universität Clausthal

  1. Institut für Chemische und Elektrochemische Verfahrenstechnik
    Prof. Dr.-Ing. Jens Bremer
  2. Institut für Energieverfahrenstechnik und Brennstofftechnik
    Prof. Michael Olbricht

IFT Whitecell Engineering GmbH

  1. Kai Bintzer, Projektleitung
  2. Bernd Stange, Geschäftsführung

Projektlaufzeit

  1. August 2026 bis 31. Januar 2029

Förderung

Das Forschungs- und Entwicklungsvorhaben wird im Rahmen des Niedersächsischen Innovationsförderprogramms für Forschung und Entwicklung in Unternehmen (IFP) gefördert. Die Förderung erfolgt mit finanzieller Unterstützung der Europäischen Union und des Landes Niedersachsen.

Weitere Informationen

  1. Projektbeitrag der Whitecell Power AG
  2. Projektvorstellung auf LinkedIn