Laatste nieuws:

ERLANGEN, 17 augustus 2017 09:17

Stroom uit industriële uitlaatgassen

Het Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB) in Erlangen heeft een nieuw systeem voor stroomopwekking ontwikkeld. Het zet uitlaatgas met een hoog waterstofgehalte uit een installatie voor halfgeleiderproductie om in elektrische energie. Dit bespaart energiebronnen en verhoogt het rendement in de halfgeleiderproductie.

Onderzoekers aan Fraunhofer-IISB hebben een systeem ontwikkeld om uitlaatgas met een hoog waterstofgehalte om te zetten in elektrische energie.'
Onderzoekers aan Fraunhofer-IISB hebben een systeem ontwikkeld om uitlaatgas met een hoog waterstofgehalte om te zetten in elektrische energie.
1/1

Het instituut doet al vele jaren onderzoek naar de optimalisatie van epitaxieprocessen voor de productie van moderne halfgeleiders. Het houdt zich vooral bezig met componenten uit siliciumcarbide (SiC) die nodig zijn voor moderne vermogenselektronicasystemen.

Voor het epitaxieproces, waarbij dunne lagen halfgeleidermateriaal worden gegenereerd, zijn grote hoeveelheden waterstof nodig als dragergas. Dit gas vormt samen met andere processen een stroom uitlaatgas met een hoog gehalte aan waterstof.

Omzetting van uitlaatgas

Deze stroom uitlaatgas werd tot nu toe gereinigd en vervolgens geloosd in de atmosfeer. Het energetisch potentieel van het waterstof blijft daarbij onbenut. Het is de onderzoekers gelukt energie te winnen uit een niet zuiver gasmengsel met veel waterstof.

De onderzoekers van Fraunhofer-IISB hebben zich tot taak gesteld de tot nu toe niet gebruikte energie van het aan waterstof rijke uitlaatgas om te zetten in stroom. Ze willen het waterstof, dat in het epitaxieproces alleen als dragergas wordt gebruikt, benutten voor een tweede toepassing. Hierdoor wordt het rendement van de bronnen en energie van de processen voor de halfgeleiderproductie verhoogd.

Gezien het wereldwijd grote productievolume van halfgeleidercomponenten heeft de methode een groot toepassingspotentieel.

Brandstofceltechnologie

Het hart van het omzettingssysteem wordt gevormd door een polymeer-elektrolyt-membraan (PEM), dat het waterstof uit het uitlaatgas met behulp van zuurstof uit de omgevingslucht efficiënt omzet in elektrische energie.

oor modificaties aan het brandstofcelsysteem, dat door onderzoekers van Fraunhofer-IISB werd ontwikkeld, is het gelukt om het brandstofcelsysteem te laten werken met waterstofconcentraties tussen 40% en 100%.

Het systeem kan daardoor ook niet zuiver waterstof respectievelijk een mengsel met waterstof omzetten in elektrische energie. Ter vergelijking: conventionele brandstofcelsystemen vereisen een zuiverhuid van het waterstofgas van minstens 99,97 volumeprocent. Het is de onderzoekers daarmee als eersten gelukt het uitlaatgas van een epitaxieproces in een brandstofcel om te zetten in elektriciteit.

Tussen het uitlaatgaskanaal en het brandstofcelsysteem wordt een speciale membraancompressor geplaatst. Deze comprimeert het onder atmosferische druk staande uitlaatgas vóór de brandstofcel en ontkoppelt daarmee het epitaxieproces en de stroomopwekking.

Het energieomzettingssysteem heeft hierdoor geen invloed op het gevoelige epitaxieproces en de kwaliteit daarvan en op het gasreinigingssysteem van de installatie. Dit is een essentiële voorwaarde voor de toepasbaarheid van de methode in de halfgeleiderproductie.

Eerste resultaten

Het stroomopwekkingssysteem werd reeds met succes getest in de industriële epitaxie-installatie in het clean room laboratorium van het instituut en behaalde daar een elektrisch totaalrendement van zo'n 25%. Tijdens de test kon een kwart van de in uitlaatgas met waterstof aanwezige calorische waarde in elektrische energie worden omgezet.

Het verschil met brandstofcelsystemen voor zuiver waterstof met een rendement van 50-60% is deels toe te schrijven aan extra verliezen in de membraancompressor. Ook treden verliezen op om het aan waterstof rijke gas zonder schade aan de brandstofcel toe te voeren.

Er is nog wel enig ontwikkelingswerk te doen om het totaal rendement te laten stijgen tot 30% en vooral de verliezen in het brandstofcel verder te verminderen. Hierdoor zou een aantrekkelijke methode voor een duurzame productie kunnen worden ontwikkeld en zou een nieuw toepassingsgebied voor moderne en schone brandstofceltechnologie kunnen worden ontsloten.

bron: Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie

Reacties

Er zijn nog geen reacties op dit artikel.

Hier kunt u een reactie plaatsen bij het bericht .
Uw e-mailadres zal niet op de website worden getoond.
Uw naam *
Uw E-mail *
Uw bericht *
  robot check
Vul de code van bovenstaand plaatje in.

Van onze partners meer (6)...

Bege Aandrijftechniek BV

Rotero Holland bv

B&R Industriele Automatisering BV

Perfection in Automation  

Rollon Lineairtechniek BV

Pilz Nederland

EUCHNER (Benelux) BV

Vacatures

ab op Twitter

TwitterlogoVolg ab nu ook op Twitter!

Onze accountnaam is: @aenb

Agenda meer (29)

26 september 2017 - Gorinchem - IMC Test & Measurement
IMC Test & Measurement Days
27 september 2017 - Coventry (UK), Windmill Village Hotel
FLIR International User Conference
28 september 2017 - Barneveld, Midden Nederland Hallen
Business Software Event 2017
3 oktober 2017 - Maarssen, De Fabrique
Engineering in Food and Beverage
4 oktober 2017 - Eindhoven, Van der Valk Hotel
Software-Centric Systems Conference
4 oktober 2017 - Rotterdam, Ahoy
Pumps & Valves / Solids
9 oktober 2017 - Amsterdam, RAI
Offshore Energy Exhibition & Conference
9 oktober 2017 - Amsterdam, RAI
Offshore Wind Conference

Geen nieuws meer missen?

Meldt u dan direct aan voor de gratis ab nieuwsbrief.

 

Knop nieuwsbriefMet de gratis ab nieuwsbrief wordt u wekelijks op de hoogte gehouden over het aandrijven en besturen nieuws. U ontvangt wekelijks het laatste nieuws en elke maand een themanieuwsbrief.

 

Direct aanmelden