In einem Forschungsprojekt des ZBT, der Emschergenossenschaft und unter der Führung der Universität Duisburg-Essen – Siedlungswasser- &  Abfallwirtschaft wurde biologische Wasserstoffproduktion in einem Gesamtsystem aus dem Labormaßstab in eine technische Anwendung überführt.

Dabei wurde neben der eigentlichen fermentativen Wasserstoffproduktion die gesamte Prozesskette bis hin zur Stromerzeugung und der Verwertung der anfallenden Nebenprodukte berücksichtigt. Demonstriert wurde die Technologie nun in einer halbtechnischen Anlage in modularer Bauweise auf dem Gelände des Klärwerks Emschermündung in Dinslaken.

Im Rahmen des Vorhabens wurden durch das ZBT, Rahmenbedingungen für die Nutzung des erzeugten wasserstoffreichen Biogases in einem Niedertemperatur-Brennstoffzellensystem (PEM) erarbeitet. Hierzu zählten unter anderem die Entwicklung eines geeigneten Gasaufbereitungsverfahrens und die Zusammenstellung eines Gaskomponentenmesssystems. Zudem erfolgte die technische Umsetzung innerhalb eines modular aufgebauten Brennstoffzellensystems. Besondere Herausforderungen dabei lagen in der Entfernung von Verunreinigungen wie Schwefelkomponenten und Ammoniak aus den produzierten Gasen mittels Adsorbentien wie Aktivkohle. Im Rahmen des Projektes wurde für den Gasreinigungsreaktor entsprechende Aktivkohlen auf die Beladungskapazität bezüglich Schwefelwasserstoff (H₂S), Carbonylsulfid (CoS) und Tertieres Butyl Mercaptan (TBM stellvertretend für Mercaptane) untersucht, die in den Gasproben der H₂-Bioreaktoren identifiziert wurden. Das Brennstoffzellensystem wurde so entwickelt, dass dieses auch mit Gasen mit sehr kleinem Wasserstoffanteil (~ 30%) sicher und stabil betrieben werden kann.

• Abteilung Brennstoffzellen- und Systemtechnik
• Abteilung Gasprozesstechnik
• Systemtechnik am ZBT