HY-FORM-FC – Production d'électricité à base d'acide formique : décomposition catalytique et intégration d'une pile à combustible adaptée

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/501103

Schlüsselwörter (Englisch)

Formic acid, PEM Fuel cell

Kurzbeschreibung (Englisch)

The project is dedicated to the combination of a formic acid-to-hydrogen generator with an industrial PEM fuel cell system. The resulting prototype will have an electrical output power of 1kW and will be developed into a UPS system. The main effort is focused on the integrational details, concerning both the constructive and the process control level. Above all, the identification and exploitation of synergetic potential as well as the energetic integration of the two processes is of prime interest. System operation and stability under steady state conditions using the primary 50/50 % H2/CO2 reformate gas will be characterized, as well as its dynamic performance in USP mode.

Schlussbericht (Deutsch)

In naher Zukunft wird die Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen durch dezentrale Speichertechnologien ergänzt werden müssen, um Fluktuationen in der Produktion abzufangen. Wasserstoff wird in diesem zusammenhang eine wichtige Rolle als Energievektor spielen – sei es in seiner molekularen Form, sei es als wasserstoffreiches Trägermolekül. Ameisensäure ist aufgrund ihres Wasserstoffgehalts von 53g/l ein vielversprechender Kandidat für ein solches Trägermolekül Dieses Forschungsprojekt befasst sich mit der Kombination eines Ameisensäurereformers mit einer industriellen PEM-Brennstoffzelle. Der resultierende Prototyp hat eine elektrische Ausgangsleistung von 1kWel und kann zu einem UPS-System ausgebaut werden. Das Hauptaugenmerk der Forschungsaktivitäten lag dabei auf den Details der Integration, sowohl was Konstruktion und Verschaltung als auch die Prozesskontrolle betrifft.

Schlussbericht (Englisch)

In the future, production of energy from renewable sources will have to be complemented by different technologies of decentralized energy storage, as fluctuations in production will have to be compensated for. Hydrogen will play an important role both as energy vector and storage material, either in its molecular form or as part of hydrogen rich secondary molecules. Formic acid, containing 53 g/l of hydrogen is a promising candidate for such a secondary storage molecule.  This project was dedicated to the combination of a formic acid-to-hydrogen generator with an industrial PEM fuel cell system. The main focus lays on the integrational details, concerning both the constructive and the process control level as well as the energetic integration of the two processes. System operation and stability using the primary 50/50 H2/CO2 reformate gas under steady state conditions, as well as its dynamic performance during start-up and shut-down were characterized. The synergetic potential of these two technologies promises to result in a competitive and efficient industrial process.

Zugehörige Dokumente

• Production of electricity from Formic Acid – Catalytic decomposition and fuel cell integration - Final report [PDF] 1'774 kB

Schlussbericht (Französisch)

Dans le futur, la production d’énergie des sources renouvelables sera complémenté par des technologies de stockage décentralisé d’énergie, afin de compenser des fluctuations de production. L’hydrogène va jouer un rôle important comme vecteur d’énergie ainsi que matériel de stockage, soit sous forme moléculaire, soit faisant partie d’une molécule secondaire riche en hydrogène. L’acide formique avec ses 53 g/l d’hydrogène est un candidat promettant pour une telle molécule porteuse. Ce projet était dédié à la combinaison d’un réformateur acide formique avec une pile à combustible PEM industrielle. Le prototype résultant a une puissance électrique de 1kWel et a le potentiel d’être développé en système UPS. L’essentiel des activités était concentré sur les détails de l’intégration des deux procédés sur le niveau de construction et contrôle, mais aussi sur l’intégration énergétique. L’opération du système et sa stabilité sous conditions steady-state autant que sa performance pendant start-up et shut-down étaient caractérisés. Le potentiel synergétique de ces deux technologies promet d’aboutir à un procédé industriel compétitif et efficient.