DE102012020345A1 - Fuel cell system used in aircraft, for producing hydrogen containing gas, has mixing device that is connected to fuel source and water source, and adapted to provide fuel emulsion of water and fuel for producing hydrogen containing gas - Google Patents

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Abstract

The system (1) has fuel source (2) that supplies liquid-phase fuel. A reactor (3) is provided for reforming the fuel from fuel source to hydrogen containing gas. A mixing device (5) is provided for generating fuel emulsion, and a heating device (7) is provided for heating the reactor. The mixing device connected to fuel source and water source (6) is adapted to provide fuel emulsion of water and fuel for producing hydrogen containing gas in aircraft. An independent claim is included for a method for producing hydrogen-containing gas in aircraft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung einer Brennstoffemulsion und deren Verwendung zum Erzeugen eines Wasserstoff enthaltenden Gases in einem Luftfahrzeug, insbesondere in einem Flugzeug. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Brennstoffzellensystem für ein Luftfahrzeug, indem das für das Betreiben der Brennstoffzelle in einem Reformer aus einer Brennstoffemulsion erzeugte Wasserstoff enthaltende Gas verwendet wird.The present invention relates to the preparation of a fuel emulsion and its use for generating a hydrogen-containing gas in an aircraft, in particular in an aircraft. Further, the present invention relates to a fuel cell system for an aircraft by using the hydrogen-containing gas generated for operating the fuel cell in a fuel emulsion reformer.

Brennstoffzellensysteme ermöglichen es, emissionsarm und mit einem hohen Wirkungsgrad elektrischen Strom zu erzeugen. Daher gibt es gegenwärtig auch im Flugzeugbau Bestrebungen, Brennstoffzellensysteme zur Erzeugung der an Bord einen Flugzeugs benötigten elektrischen Energie heranzuziehen. Beispielsweise ist es denkbar, die zur Bordstromerzeugung eingesetzten, von Haupttriebwerken oder einer Hilfsturbine angetriebenen Generatoren durch ein Brennstoffzellensystem zumindest teilweise zu ersetzten. Darüber hinaus können Brennstoffzellensysteme auch zur Notstromversorgung des Flugzeugs verwendet werden. Brennstoffzellen umfassen üblicherweise einen Kathodenbereich sowie einen durch einen Elektrolyt von dem Kathodenbereich getrennten Anodenbereich. Im Betrieb wird bei Brennstoffzellen mit einer Protonen-Austausch-Membran (auch als „Proton Exchange Membrane” oder „Polymer-Elektrolyt-Membrane”, PEM bekannt) der Anode der Brennstoffzelle ein Reduktionsmittel, üblicherweise Wasserstoff, und der Kathode der Brennstoffzelle ein Oxidationsmittel, beispielsweise Luft, zugeführt. An der Anode wird der Wasserstoff katalytisch unter Abgabe von Elektronen zu Wasserstoffionen oxidiert. Diese gelangen durch den Elektrolyten in den Kathodenbereich, wo sie mit dem der Kathode zugeführten Sauerstoff sowie dem über einen äußeren Stromkreis zur Kathode geleiteten Elektronen zu Wasser reagieren. PEM-Brennstoffzellen weisen Betriebstemperaturen von bis zu 100°C auf. Bei Festoxidbrennstoffzellen („Solid Oxide Fuel Cell”, SOFC) wird ein Elektrolyt aus einem festen keramischen Werkstoff verwendet, der in der Lage ist, negativ geladene Sauerstoffionen von der Kathode zu der Anode zu leiten, für Elektronen jedoch isolierend wirkt. Die elektrochemische Oxidation der Sauerstoffionen mit Wasserstoff oder Kohlenmonoxid findet daher an der Anodenseite statt. Die Betriebstemperatur von Festoxidbrennstoffzellen liegt in einem Bereich von 500°C bis 1.000°C.Fuel cell systems make it possible to produce electricity with low emissions and with a high degree of efficiency. Therefore, there are currently efforts in the aircraft industry, fuel cell systems for generating the required on board an aircraft electrical energy to use. For example, it is conceivable to at least partially replace the generators used for generating on-board power, driven by main engines or an auxiliary turbine, by a fuel cell system. In addition, fuel cell systems can also be used for the emergency power supply of the aircraft. Fuel cells typically include a cathode region and an anode region separated by an electrolyte from the cathode region. In operation, in fuel cells having a proton exchange membrane (also known as a "proton exchange membrane" or "polymer electrolyte membrane", PEM), the anode of the fuel cell becomes a reducing agent, usually hydrogen, and the cathode of the fuel cell is an oxidant, For example, air supplied. At the anode, the hydrogen is catalytically oxidized with the release of electrons to hydrogen ions. These pass through the electrolyte into the cathode region, where they react with the oxygen supplied to the cathode and the electrons conducted to the cathode via an external circuit to form water. PEM fuel cells have operating temperatures of up to 100 ° C. Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) use an electrolyte of a solid ceramic material capable of conducting negatively charged oxygen ions from the cathode to the anode but insulating them for electrons. The electrochemical oxidation of the oxygen ions with hydrogen or carbon monoxide therefore takes place on the anode side. The operating temperature of solid oxide fuel cells is in a range of 500 ° C to 1,000 ° C.

Der zum Betreiben einer Brennstoffzelle an Bord des Luftfahrzeugs eingesetzte Wasserstoff wird entweder direkt aus einem Tank bezogen oder indirekt in einem Reaktor, auch Reformer genannt, aus einem Brennstoff katalytisch erzeugt. Der in Luftfahrzeugen zur Erzeugung von Wasserstoff im Reforming-Prozess verwendete Brennstoff ist Kerosin. Kerosine sind Luftfahrtbetriebsstoffe unterschiedlicher Spezifikationen, die vorwiegend als Flugturbinenkraftstoffe verwendet werden. Kerosin wird den obersten Kolonnenböden des Mitteldestillats der Erdölrektifikation entnommen. Die Hauptbestandteile des Kerosins sind Alkane, Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe mit etwa 8-17 Kohlenstoffatomen pro Molekül. In der zivilen Luftfahrt wird ausschließlich ein Kerosin mit der Spezifikation Jet A-1 als Flugturbinenkraftstoff verwendet. Obwohl Kerosin ein enger Fraktionierschnitt aus dem leichten Mitteldestillat der Erdölraffination ist, handelt es sich hierbei immer noch um ein Gemisch von zahlreichen Kohlenwasserstoffen, wobei die Anzahl der im Gemisch enthaltenen Verbindungen durch die Zugabe von funktionalen Additiven zur Erreichung der jeweiligen Spezifikation noch erhöht wird.The hydrogen used for operating a fuel cell on board the aircraft is either obtained directly from a tank or indirectly in a reactor, also called a reformer, catalytically generated from a fuel. The fuel used in aircraft to produce hydrogen in the reforming process is kerosene. Kerosene are aviation fuels of various specifications, which are used primarily as jet fuel fuels. Kerosene is taken from the uppermost column bottoms of the middle distillate of petroleum rectification. The main constituents of kerosene are alkanes, cycloalkanes and aromatic hydrocarbons having about 8-17 carbon atoms per molecule. In civil aviation, only kerosene with the Jet A-1 specification is used as jet fuel. Although kerosene is a close fraction fraction from the light middle distillate of petroleum refining, this is still a mixture of numerous hydrocarbons, the number of compounds contained in the mixture being further enhanced by the addition of functional additives to achieve the specification.

Bei der katalytischen Erzeugung von Wasserstoff aus Kerosin kann sich aufgrund einer unvollständigen chemischen Umsetzung Koks auf der Oberfläche eines Katalysators in dem Reformer ansammeln. Bei diesem auch als Verkokung oder Vergiftung bezeichneten Vorgang wird die aktive Oberfläche des Reformer-Katalysators verringert, was zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Reformers führt. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die katalytische Erzeugung von Wasserstoff bei hohen Reaktionstemperaturen durchgeführt wird, was aufgrund der thermischen Belastung ebenfalls zu einer Verkürzung der Lebensdauer des Reformers führen kann. Des Weiteren enthält das im Reformer erzeugte Wasserstoff enthaltende Gas (Reformat) üblicherweise Kohlenstoffmonoxid, das als Verunreinigung den Betrieb der Brennstoffzelle beeinträchtigen kann. Kohlenstoffmonoxid stellt insbesondere für die in PEM-Brennstoffzellen verwendeten Edelmetall-Katalysatoren wie Platin oder Platinlegierungen, mit denen die Membran beschichtet ist, ein Katalysatorgift dar. Aufgrund dessen muss der Kohlenmonoxid-Anteil bei Verwendung herkömmlicher Brennstoffzellensysteme vor Eintritt in die Brennstoffzelle möglichst vollständig aus dem Wasserstoff enthaltenden Gas entfernt werden. Dies wird üblicherweise durch dem Reformer nachgeschaltete Wassergas-Shift-Reaktoren bewirkt. In der Wassergas-Shift-Reaktion wird das in dem Reformat enthaltende Kohlenstoffmonoxid durch Reaktion mit Wasser gemäß nachstehender Reaktionsgleichung in Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff überführt: CO + H2O → CO2 + H2. In the catalytic generation of hydrogen from kerosene, coke may accumulate on the surface of a catalyst in the reformer due to incomplete chemical reaction. In this process, also referred to as coking or poisoning, the active surface of the reformer catalyst is reduced, resulting in a shortening of the life of the reformer. Another problem is that the catalytic production of hydrogen is carried out at high reaction temperatures, which can also lead to a shortening of the life of the reformer due to the thermal load. Further, the hydrogen-containing gas (reformate) produced in the reformer usually contains carbon monoxide which, as an impurity, may affect the operation of the fuel cell. Carbon monoxide is a catalyst poison, in particular for the noble metal catalysts used in PEM fuel cells, such as platinum or platinum alloys, with which the membrane is coated. Due to this, the carbon monoxide fraction must be as completely as possible from hydrogen when using conventional fuel cell systems before entering the fuel cell containing gas are removed. This is usually effected by the reformer downstream water gas shift reactors. In the water gas shift reaction, the carbon monoxide contained in the reformate is converted into carbon dioxide and hydrogen by reaction with water according to the following reaction equation: CO + H 2 O → CO 2 + H 2 .

Die Wassergas-Shift-Reaktion führt demzufolge nicht nur zu einer Verringerung des Kohlenstoffmonoxid-Anteils im Reformat oder gar vollständigem Entfernen des Kohlenstoffmonoxids aus dem Reformat, sondern auch zu einer Erhöhung der Wasserstoffausbeute.Consequently, the water gas shift reaction not only leads to a reduction of the carbon monoxide content in the reformate or even complete removal of the carbon monoxide from the reformate, but also to an increase in the hydrogen yield.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem zur Verfügung zu stellen, in dem die Lebensdauer des Reformers verlängert und die Effizienz der Wasserstoffgewinnung erhöht ist. It is an object of the present invention to provide an aircraft fuel cell system in which the life of the reformer is prolonged and the efficiency of hydrogen production is increased.

Diese Aufgabe wird durch ein Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem, wie in den Ansprüchen definiert, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.This object is achieved by an aircraft fuel cell system as defined in the claims. Advantageous developments can be found in the dependent claims and the following description.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Brennstoffzellensystem mit einem Reaktor zum Erzeugen eines Wasserstoff enthaltenden Gases (Reformer), einer Brennstoffzelle und einer Anordnung, die eine Brennstoffemulsion, enthaltend Brennstoff, Wasser und gegebenenfalls Emulgator, für die Erzeugung des Wasserstoff enthaltenden Gases im Reaktor bereitstellt. Die Anordnung umfasst eine Mischeinrichtung, Brennstoffquelle, Wasserquelle und gegebenenfalls einen Emulgatortank, wobei die Mischeinrichtung mit der Brennstoffquelle, der Wasserquelle und gegebenenfalls dem Emulgatortank verbunden und dazu eingerichtet ist, eine Brennstoffemulsion herzustellen.More particularly, the present invention relates to a fuel cell system comprising a reactor for generating a hydrogen-containing gas (reformer), a fuel cell, and an assembly which provides a fuel emulsion containing fuel, water, and optionally emulsifier for generating the hydrogen-containing gas in the reactor. The arrangement comprises a mixing device, fuel source, water source and optionally an emulsifier tank, the mixing device being connected to the fuel source, the water source and optionally the emulsifier tank and adapted to produce a fuel emulsion.

Der Einsatz von Brennstoffemulsionen als Treibstoff für Verbrennungsmotoren ist aus dem Stand der Technik bekannt. Diese Brennstoffemulsionen bestehen im Wesentlichen aus einem Treibstoff, Wasser und verschiedensten Additiven, wie beispielsweise Schmierstoffe, Emulgatoren, Korrosionshemmer und Zündbeschleuniger. Wässrige Brennstoffemulsionen dienen vornehmlich dazu, die Ausbildung von Stickoxiden (NOx) und Rußpartikeln zu reduzieren. Dieser Effekt lässt sich im Wesentlichen darauf zurückzuführen, dass der Treibstoff aufgrund der Anwesenheit von Wasser bei niedrigeren Temperaturen im Motor verbrennt. Ein Hauptproblem flüssiger Brennstoffemulsionen liegt jedoch in ihrer Stabilität. Bekanntlich neigen wässrige Brennstoffemulsionen bei Lagerung zur Phasentrennung, d. h. zur Ausbildung einer Wasser- und Brennstoffphase. Für das Betreiben von Verbrennungsmotoren ist aber eine Langzeitstabilität der Brennstoffemulsionen von entscheidender Bedeutung, da die Motoren in der Regel nur mit einer bestimmten Brennstoffzusammensetzung betrieben werden können. Schwankungen in der Brennstoffzusammensetzung können deshalb nicht toleriert werden. Um eine ausreichend hohe Stabilität der Brennstoffemulsionen zu gewährleisten, werden üblicherweise Emulgatoren eingesetzt. Emulgatoren sind grenzflächenaktive Stoffe, die eine innige Vermischung zweier nicht miteinander mischbarer Flüssigkeiten ermöglichen. Emulgatoren sind amphotere Moleküle mit einem hydrophilen und einem hydrophoben Ende. Sie richten sich in einer Emulsion so aus, dass das hydrophile Ende mit der polaren Flüssigkeit, üblicherweise Wasser, in Kontakt steht, während das hydrophobe Ende mit der unpolaren Flüssigkeit, wie z. B. einem auf Kohlenwasserstoffen basierenden Brennstoff, in Kontakt steht. In ihrer einfachsten Form liegt eine Emulsion als Gemisch zweier Flüssigkeiten vor, wobei eine Flüssigkeit kleine Tröpfchen innerhalb der anderen Flüssigkeit bildet. Die Phase, die Tröpfchen bildet, ist die disperse Phase, die in der anderen Flüssigkeit, der kontinuierlichen Phase, dispergiert ist. Handelt es sich bei der dispersen Phase um Wasser und bei der kontinuierlichen Phase um ein Öl, so handelt es sich um eine Wasser-in-Öl-Emulsion (W/O-Emulsion). Umgekehrt handelt es sich um eine Öl-in-Wasser-Emulsion (O/W-Emulsion). Darüber hinaus sind auch komplexere Systeme bekannt, wie z. B. Öl-in-Wasser-in-Öl-Emulsionen (O/W/O-Emulsionen). Emulsionen werden auch hinsichtlich der Tröpfchengröße der dispersen Phase unterschieden. Makroemulsionen zeichnen sich durch relativ große Tröpfchen aus und erscheinen trüb oder opak, während Mikroemulsionen kleine Tröpfchen aufweisen und klar sind. Ob eine Emulsion als Makro- oder Mikroemulsion vorliegt, kann in der Regel durch die Menge an zugefügtem Emulgator eingestellt werden. Höhere Emulgatorkonzentrationen stabilisieren Mikroemulsionen. Eine Kohlenwasserstoff-Wasser-Emulsion, wobei es sich bei dem Kohlenwasserstoff um einen durch Fischer-Tropsch-Synthese erhaltenen Brennstoff handelt, wird in WO 99/13028 beschrieben. Durch den Einsatz nichtionischer Emulgatoren mit einem HLB-Wert von 7–25, wie z. B. Alkylphenoxypolyalkohole, können Makroemulsionen hergestellt werden, die als Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren verwendet werden können.The use of fuel emulsions as fuel for internal combustion engines is known from the prior art. These fuel emulsions consist essentially of a fuel, water and various additives, such as lubricants, emulsifiers, corrosion inhibitors and ignition accelerators. Aqueous fuel emulsions serve primarily to reduce the formation of nitrogen oxides (NO x ) and soot particles. This effect is mainly due to the fact that the fuel burns due to the presence of water at lower temperatures in the engine. However, a major problem with liquid fuel emulsions is their stability. As is known, aqueous fuel emulsions tend to phase separate during storage, ie to form a water and fuel phase. For the operation of internal combustion engines, however, a long-term stability of the fuel emulsions is of crucial importance, since the engines can generally only be operated with a specific fuel composition. Fluctuations in the fuel composition can therefore not be tolerated. In order to ensure a sufficiently high stability of the fuel emulsions, emulsifiers are usually used. Emulsifiers are surfactants that allow intimate mixing of two immiscible liquids. Emulsifiers are amphoteric molecules with a hydrophilic and a hydrophobic end. They align themselves in an emulsion so that the hydrophilic end with the polar liquid, usually water, in contact, while the hydrophobic end with the non-polar liquid such. As a hydrocarbon-based fuel in contact. In its simplest form, an emulsion is present as a mixture of two liquids, with one liquid forming small droplets within the other liquid. The phase which forms droplets is the disperse phase dispersed in the other liquid, the continuous phase. If the disperse phase is water and the continuous phase is an oil, then it is a water-in-oil (W / O) emulsion. Conversely, it is an oil-in-water emulsion (O / W emulsion). In addition, more complex systems are known, such. As oil-in-water-in-oil emulsions (O / W / O emulsions). Emulsions are also distinguished in terms of the droplet size of the disperse phase. Macroemulsions are characterized by relatively large droplets and appear cloudy or opaque, while microemulsions have small droplets and are clear. Whether an emulsion is present as a macro- or microemulsion can usually be adjusted by the amount of emulsifier added. Higher emulsifier concentrations stabilize microemulsions. A hydrocarbon-water emulsion wherein the hydrocarbon is a Fischer-Tropsch-synthesized fuel is disclosed in U.S.Pat WO 99/13028 described. By using nonionic emulsifiers with an HLB value of 7-25, such. As alkylphenoxypolyalcohols, macroemulsions can be prepared which can be used as fuels for internal combustion engines.

Die Verwendung einer Brennstoffemulsion zur Erzeugung eines Wasserstoff enthaltenden Gases an Bord eines Fahrzeuges ist in US 2001/0038934 und WO 2004/062013 beschrieben. Das in diesen Druckschriften beschriebene Brennstoffzellensystem zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass das für den Reforming-Prozess benötigte Wasser in Form einer Brennstoffemulsion in den Reformer gelangt, wobei die Brennstoffemulsion aus einem Tank entnommen wird. Es ist deshalb nicht nötig, Wasser in einem separaten Tank für den Reforming-Prozess bereitzustellen, so dass ein Betrieb des beschriebenen Brennstoffzellensystems bei niedrigen Umgebungstemperaturen aufrechterhalten werden kann, da ein Gefrieren des Wassers in einem separaten Tank nicht zu befürchten ist.The use of a fuel emulsion for generating a hydrogen-containing gas on board a vehicle is disclosed in US Pat US 2001/0038934 and WO 2004/062013 described. The fuel cell system described in these publications is characterized in particular by the fact that the water required for the reforming process passes in the form of a fuel emulsion in the reformer, wherein the fuel emulsion is removed from a tank. It is therefore not necessary to provide water in a separate tank for the reforming process, so that operation of the described fuel cell system can be maintained at low ambient temperatures, since a freezing of the water in a separate tank is not to be feared.

Der Nachteil bei der Verwendung einer fertigen Brennstoffemulsion für ein Brennstoffzellensystem liegt darin, dass bei großen Umgebungstemperaturschwankungen eine ausreichend hohe Stabilität der Emulsion trotz Einsatzes von Emulgatoren häufig nicht gewährleistet ist. Emulsionen sind thermodynamisch instabil, wobei die disperse Phase bestrebt ist, sich durch Koaleszenz zu größeren Bereichen zu vereinigen. Die Neigung zur Koaleszenz, d. h. die Stabilität der Emulsion, kann bei verschiedenen Temperaturen unterschiedlich stark ausgeprägt sein. Luftfahrzeuge sind naturgemäß großen Umgebungstemperaturschwankungen unterworfen. Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Brennstoffemulsion erst an Bord des Luftfahrzeugs hergestellt und sogleich in einem Reforming-Prozess verbraucht wird.The disadvantage of using a finished fuel emulsion for a fuel cell system is that with large ambient temperature fluctuations, a sufficiently high stability of the emulsion is often not guaranteed despite the use of emulsifiers. Emulsions are thermodynamically unstable, with the disperse phase endeavoring to coalesce to larger areas unite. The tendency to coalescence, ie the stability of the emulsion, can be different degrees at different temperatures. Aircraft are naturally subject to large ambient temperature fluctuations. The fuel cell system according to the invention is characterized in that the fuel emulsion is first produced on board the aircraft and immediately consumed in a reforming process.

Für die Erzeugung des Wasserstoff enthaltenden Gases im Reaktor durch Reformieren sind verschiedene Verfahren einsetzbar. Der Reaktor in dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem ist dazu ausgebildet, eine Dampfreformierung, autotherme Dampfreformierung oder katalytische partielle Oxidation durchzuführen. Diese Reformierungsverfahren werden vorzugsweise bei einer Reaktionstemperatur im Bereich von 400°C bis 1.000°C, mehr bevorzugt 500°C bis 700°C, und bei einem Reaktionsdruck im Bereich von 10 bar bis 25 bar durchgeführt. Bei den vorstehend genannten Verfahren entsteht aus dem Brennstoff Synthesegas, d. h. ein Gemisch aus Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid und Kohlenstoffmonoxid. Das für die vorstehend genannten Reforming-Prozesse benötigte Wasser wird durch die Brennstoffemulsion zur Verfügung gestellt. Die in der Mischeinrichtung des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems hergestellte Brennstoffemulsion wird in einer zwischen der Mischeinrichtung und dem Reaktor geschalteten Heizeinrichtung auf die für den Reforming-Prozess benötigte Reaktionstemperatur erwärmt und anschließend in den Reaktor überführt. Aufgrund der hohen Temperaturen expandiert die Brennstoffemulsion bei Eintritt in den Reaktor schlagartig unter Ausbildung eines homogenen Gemisches aus Brennstoff und Wasser. Bei Verwendung einer Brennstoffemulsion in Form einer Wasser-in-Öl-Emulsion (W/O-Emulsion) ist die Homogenisierung im Reaktor durch die schlagartige Expansion der Wassertröpfchen innerhalb der kontinuierlichen Brennstoffphase, auch als Mikroexplosionen bezeichnet, noch stärker ausgeprägt. Demzufolge wird für die Erzeugung des Wasserstoff enthaltenden Gases in dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem vorzugsweise eine Brennstoffemulsion in Form einer W/O-Emulsion eingesetzt. Aufgrund des Vorliegens eines sehr homogenen Gemisches aus Wasser und Brennstoff im Reaktor kann der katalytische Reforming-Prozess effizienter durchgeführt werden, was sich u. a. in den im Vergleich zu herkömmlichen Reforming-Prozessen niedrigeren Reaktionstemperaturen zeigt. Des Weiteren ist die Bildung von Rußpartikeln verringert. Niedrigere Temperaturen im Reaktor begünstigen die Wassergas-Shift-Reaktion. Demzufolge weist das den Reforming-Reaktor verlassende Synthesegas im Vergleich zu den bei den üblichen Reforming-Prozessen erhaltenen Synthesegasen einen höheren Wasserstoffgehalt und einen niedrigeren Kohlenstoffmonoxidgehalt auf. Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems kann somit auf den Einsatz separater Wassergas-Shift-Reaktoren, die bei herkömmlichen Brennstoffzellensystemen zwischen dem Reformer und der Brennstoffzelle geschaltet sind, verzichtet oder deren Anzahl zumindest verringert werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems ist kein Wassergas-Shift-Reaktor vorhanden.For the production of the hydrogen-containing gas in the reactor by reforming various methods can be used. The reactor in the fuel cell system according to the invention is designed to carry out a steam reforming, autothermal steam reforming or catalytic partial oxidation. These reforming methods are preferably carried out at a reaction temperature in the range of 400 ° C to 1,000 ° C, more preferably 500 ° C to 700 ° C, and at a reaction pressure in the range of 10 bar to 25 bar. In the above processes, the fuel produces synthesis gas, i. H. a mixture of hydrogen, carbon dioxide and carbon monoxide. The water required for the aforementioned reforming processes is provided by the fuel emulsion. The fuel emulsion produced in the mixing device of the fuel cell system according to the invention is heated in a heating device connected between the mixing device and the reactor to the reaction temperature required for the reforming process and then transferred to the reactor. Due to the high temperatures, the fuel emulsion expands abruptly upon entry into the reactor to form a homogeneous mixture of fuel and water. When using a fuel emulsion in the form of a water-in-oil emulsion (W / O emulsion) is the homogenization in the reactor by the sudden expansion of the water droplets within the continuous fuel phase, also referred to as micro-explosions, even more pronounced. Accordingly, a fuel emulsion in the form of a W / O emulsion is preferably used for the production of the hydrogen-containing gas in the fuel cell system according to the invention. Due to the presence of a very homogeneous mixture of water and fuel in the reactor, the catalytic reforming process can be carried out more efficiently, resulting in u. a. shows in comparison to conventional reforming processes lower reaction temperatures. Furthermore, the formation of soot particles is reduced. Lower temperatures in the reactor favor the water gas shift reaction. Accordingly, the synthesis gas leaving the reforming reactor has a higher hydrogen content and a lower carbon monoxide content as compared to the synthesis gases obtained in the conventional reforming processes. When using the fuel cell system according to the invention can thus on the use of separate water gas shift reactors, which are connected in conventional fuel cell systems between the reformer and the fuel cell omitted or at least reduced their number. In a preferred embodiment of the fuel cell system according to the invention, there is no water gas shift reactor.

Bei der autothermen Dampfreformierung oder katalytischen partiellen Oxidation wird ein Oxidationsmittel benötigt, nämlich Sauerstoff, Luft oder Gemische davon. Das Oxidationsmittel wird in dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem durch eine Oxidationsmitteleinrichtung bereitgestellt. Der Sauerstoff zur Durchführung der katalytischen partiellen Oxidation oder autothermen Dampfreformierung wird entweder der Kabinenluft, wie z. B. in DE 10 2008 006 742 beschrieben, der Zapfluft und/oder der Brennstoffzelle, in der er als überschüssiger Sauerstoff anfällt, entnommen. In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oxidationsmitteleinrichtung eine Zapflufteinrichtung und dazu eingerichtet, als Oxidationsmittel Zapfluft aus einem ersten Zapfluftanschluss des Triebwerks mit einer Temperatur von mindestens 250°C bereitzustellen. Da ein Triebwerk eines Luftfahrzeugs mehrere Verdichterstufen aufweisen kann, können unterschiedliche Zapfluftanschlüsse vorgesehen sein, aus denen verdichtete Luft mit unterschiedlichen Drücken und Temperaturen entnehmbar sind. Bei gängigen Turboluftstrahltriebwerken werden Zapfluftanschlüsse eingesetzt, die Zapfluft mit einer Temperatur zwischen 250°C und 600°C bereitstellen. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zapflufteinrichtung dazu eingerichtet, als Oxidationsmittel Zapfluft aus einem zweiten Zapfluftanschluss des Triebwerks mit einer Temperatur von mindestens 400°C bereitzustellen. Dies entspricht einem Zapfluftanschluss, der in einer höheren Verdichterstufe angeordnet ist und damit Luft mit einem höheren Druck und einer höheren Temperatur bereitstellt.Autothermal steam reforming or catalytic partial oxidation requires an oxidizing agent, namely oxygen, air or mixtures thereof. The oxidizing agent is provided in the fuel cell system according to the invention by an oxidizing agent device. The oxygen to carry out the catalytic partial oxidation or autothermal steam reforming is either the cabin air such. In DE 10 2008 006 742 described, the bleed air and / or the fuel cell, in which it is obtained as excess oxygen removed. In an advantageous embodiment of the present invention, the oxidizing agent device is a bleed air device and is configured to provide bleed air from a first bleed air connection of the engine at a temperature of at least 250 ° C. as the oxidizing agent. Since an engine of an aircraft may have a plurality of compressor stages, different bleed air connections can be provided, from which compressed air with different pressures and temperatures can be removed. Common turbofan engines use bleed air connections that provide bleed air at temperatures between 250 ° C and 600 ° C. In another advantageous embodiment of the present invention, the bleed air device is configured to provide bleed air from a second bleed air connection of the engine at a temperature of at least 400 ° C. as the oxidizing agent. This corresponds to a bleed air connection, which is arranged in a higher compressor stage and thus provides air with a higher pressure and a higher temperature.

Sollte das mit der Brennstoffemulsion mitgeführte Wasser für den Reforming-Prozess nicht ausreichen, ist vorgesehen, dass der Reaktor mit einer zweiten Wasserquelle verbunden ist, die dazu eingerichtet ist, das für den Reforming-Prozess fehlende Wasser zu ergänzen. Alternativ kann das für den Reforming-Prozess zusätzlich benötigte Wasser der ersten Wasserquelle entnommen werden, die auch schon mit der Mischeinrichtung des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems verbunden ist und das Wasser für die Herstellung der Brennstoffemulsion bereitstellt.If the water entrained with the fuel emulsion is insufficient for the reforming process, it is envisaged that the reactor will be connected to a second source of water adapted to supplement the water lacking in the reforming process. Alternatively, the additional water required for the reforming process can be taken from the first water source, which is already connected to the mixing device of the fuel cell system according to the invention and which provides water for the production of the fuel emulsion.

Eine zusätzliche Stabilisierung der in dem erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystem zu verwendenden Brennstoffemulsion kann durch die Anwesenheit eines Emulgators bewirkt werden. Sollte die mit der Mischeinrichtung verbundene erste Wasserquelle ein Wassertank sein, so kann der Emulgator ebenfalls im Wassertank im Gemisch mit Wasser vorliegen. Alternativ kann der Emulgator zusammen mit dem Brennstoff der Brennstoffquelle entnommen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem einen separaten Emulgatortank auf, der mit der Mischeinrichtung verbunden ist.An additional stabilization in the fuel cell system according to the invention The fuel emulsion used can be effected by the presence of an emulsifier. If the first water source connected to the mixing device is a water tank, then the emulsifier can likewise be present in the water tank mixed with water. Alternatively, the emulsifier may be taken along with the fuel from the fuel source. In a preferred embodiment, the fuel cell system according to the invention has a separate emulsifier tank, which is connected to the mixing device.

Die Erfindung betrifft des Weiteren die Verwendung eines Brennstoffs, Wasser und gegebenenfalls eines Emulgators zur Herstellung einer Brennstoffemulsion in einem Luftfahrzeug, sowie die Verwendung einer Brennstoffemulsion, enthaltend einen Brennstoff, Wasser und gegebenenfalls einen Emulgator, zur Erzeugung eines Wasserstoff enthaltenden Gases in einem Luftfahrzeug. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung eines Wasserstoff enthaltenden Gases in einem Luftfahrzeug, umfassend die Schritte:

  • (a) Herstellen einer Brennstoffemulsion durch Mischen eines Brennstoffs, Wasser und gegebenenfalls eines Emulgators,
  • (b) Durchführen eines Reforming-Prozesses mit der im Schritt (a) hergestellten Brennstoffemulsion und gegebenenfalls einem Oxidationsmittel sowie gegebenenfalls zusätzlichem Wasser, um ein Wasserstoff enthaltendes Gas zu erzeugen, und gegebenenfalls
  • (c) Durchführen einer Wassergas-Shift-Reaktion mit dem im Schritt (b) erhaltenen Wasserstoff enthaltendem Gas, um den Kohlenstoffmonoxid-Anteil in dem Wasserstoff enthaltenden Gas zu verringern.
The invention further relates to the use of a fuel, water and optionally an emulsifier for producing a fuel emulsion in an aircraft, and the use of a fuel emulsion containing a fuel, water and optionally an emulsifier, for generating a hydrogen-containing gas in an aircraft. In addition, the present invention relates to a method for producing a hydrogen-containing gas in an aircraft, comprising the steps:
  • (a) preparing a fuel emulsion by mixing a fuel, water and optionally an emulsifier,
  • (B) performing a reforming process with the fuel emulsion prepared in step (a) and optionally an oxidizing agent and optionally additional water to produce a hydrogen-containing gas, and optionally
  • (c) performing a water gas shift reaction with the hydrogen-containing gas obtained in the step (b) to reduce the carbon monoxide content in the hydrogen-containing gas.

Typischerweise enthält die Brennstoffemulsion 10–40 Gew.-% Wasser, vorzugsweise 15–30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Brennstoffemulsion. Für die Herstellung der Brennstoffemulsion in der Mischeinrichtung können die herkömmlichen Techniken eingesetzt werden, z. B. solche basierend auf der Ausnutzung von Scherkräften (Rotor-Stator-Systeme) oder Ultraschall (Ultraschallgeneratoren).Typically, the fuel emulsion contains 10-40% by weight of water, preferably 15-30% by weight, based on the total weight of the fuel emulsion. For the preparation of the fuel emulsion in the mixing device, the conventional techniques can be used, for. For example, based on the use of shear forces (rotor-stator systems) or ultrasound (ultrasonic generators).

1 zeigt ein zum Einsatz in einem Luftfahrzeug kommendes erfindungsgemäßes Brennstoffzellensystem (1). 1 shows a fuel cell system according to the invention for use in an aircraft ( 1 ).

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) mit:

  • - einer Brennstoffquelle (2) für einen in flüssiger Phase vorliegenden Brennstoff,
  • – einem Reaktor (3) zum Reformieren von Brennstoff aus der Brennstoffquelle (2) zu einem Wasserstoff enthaltenden Gas,
  • – einer Brennstoffzelle (4),
  • – einer Mischeinrichtung (5) zum Erzeugen einer Brennstoffemulsion,
  • – einer ersten Wasserquelle (6), und
  • – einer Heizeinrichtung (7) zum Erwärmen der dem Reaktor (3) zuzuführenden Brennstoffemulsion,
wobei die Mischeinrichtung (5) mit der Brennstoffquelle (2) und der ersten Wasserquelle (6) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, eine Brennstoffemulsion aus Wasser und Brennstoff für den Reforming-Prozess bereitzustellen.The present invention relates to an aircraft fuel cell system ( 1 ) With:
  • - a fuel source ( 2 ) for a liquid phase fuel,
  • A reactor ( 3 ) for reforming fuel from the fuel source ( 2 ) to a hydrogen-containing gas,
  • A fuel cell ( 4 )
  • - a mixing device ( 5 ) for producing a fuel emulsion,
  • - a first water source ( 6 ), and
  • - a heating device ( 7 ) for heating the reactor ( 3 ) fuel emulsion to be supplied,
the mixing device ( 5 ) with the fuel source ( 2 ) and the first water source ( 6 ) and configured to provide a fuel emulsion of water and fuel for the reforming process.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Brennstoffzellensystem (1) eine Oxidationsmitteleinrichtung (8) auf, die dazu eingerichtet ist, ein Oxidationsmittel für den Reforming-Prozess bereitzustellen. Vorzugsweise ist die Oxidationsmitteleinrichtung (8) eine Zapflufteinrichtung.In a preferred embodiment, the fuel cell system ( 1 ) an oxidizing agent device ( 8th ) configured to provide an oxidizer for the reforming process. Preferably, the oxidant means ( 8th ) a bleed air device.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems (1) ist der Reaktor (3) mit einer zweiten Wasserquelle (9) verbunden, wobei Letztere zusätzliches Wasser für den Reforming-Prozess bereitstellt. Während es sich bei der ersten Wasserquelle (6), üblicherweise um einen Wassertank handelt oder der Brennstoffzelle, in der Wasser als Elektrodenreaktionsprodukt anfällt, entnommen wird, kann das für den Reforming-Prozess zusätzlich eingesetzte Wasser entweder aus Wassertanks, der Flugzeugkabine abgeführten Luft, der Zapfluft und/oder der Brennstoffzelle entnommen werden.In a further embodiment of the fuel cell system according to the invention ( 1 ) is the reactor ( 3 ) with a second water source ( 9 ), the latter providing additional water for the reforming process. While the first water source ( 6 ), which is usually a water tank or is taken from the fuel cell in which water is obtained as an electrode reaction product, the water additionally used for the reforming process can be taken either from water tanks, air discharged from the aircraft cabin, bleed air and / or fuel cell.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems (1) weist dieses einen Emulgatortank (10) auf, der mit der Mischeinrichtung (5) verbunden ist und einen Emulgator für die Erzeugung der Brennstoffemulsion bereitstellt.In a preferred embodiment of the fuel cell system according to the invention ( 1 ) this has an emulsifier tank ( 10 ) connected to the mixing device ( 5 ) and provides an emulsifier for the production of the fuel emulsion.

Das erfindungsgemäße Brennstoffzellensystem (1) kann einen Wassergas-Shift-Reaktor (11) aufweisen, der dem Reaktor (3) nachgeschaltet ist. Der Wassergas-Shift-Reaktor (11) vervollständigt die schon aufgrund des Einsatzes einer Brennstoffemulsion im Reaktor (3) stattfindende Wassergas-Shift-Reaktion, um ein Wasserstoff enthaltendes Gas bereitzustellen, das frei von Kohlenstoffmonoxid ist.The fuel cell system according to the invention ( 1 ) can be a water gas shift reactor ( 11 ), which the reactor ( 3 ) is connected downstream. The water gas shift reactor ( 11 ) completes the already due to the use of a fuel emulsion in the reactor ( 3 Water gas shift reaction to provide a hydrogen-containing gas that is free of carbon monoxide.

Der Reaktor (3) des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems (1) ist dazu ausgebildet, eine Dampfreformierung, autotherme Dampfreformierung oder partielle Oxidation durchzuführen. Der Reforming-Prozess wird üblicherweise bei einer Reaktionstemperatur im Bereich von 400°C bis 1000°C, vorzugsweise 500°C bis 700°C, und bei einem Reaktionsdruck im Bereich von 10 bar bis 25 bar durchgeführt.The reactor ( 3 ) of the fuel cell system according to the invention ( 1 ) is adapted to perform a steam reforming, autothermal steam reforming or partial oxidation. The reforming process is usually carried out at a reaction temperature in the range of 400 ° C to 1000 ° C, preferably 500 ° C to 700 ° C, and at a reaction pressure in the range of 10 bar to 25 bar.

Vorzugsweise ist die Brennstoffquelle (2) des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems (1) ein Brennstofftank, der den Treibstoff für die Triebwerke des Luftfahrzeugs enthält. In dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems (1) wird für die Herstellung der Brennstoffemulsion der Treibstoff für die Triebwerke des Luftfahrzeugs verwendet, d. h. Kerosin. In einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems (1) handelt es sich bei der Brennstoffquelle (2) um einen Brennstofftank, der nicht den Treibstoff für die Triebwerke enthält, d. h. kein Kerosin. In dieser Ausführungsform kann ein synthetischer Brennstoff, z. B. ein Gemisch flüssiger Kohlenwasserstoffe, das durch Fischer-Tropsch-Synthese erhalten wurde, eingesetzt werden. Das in der Fischer-Tropsch-Synthese eingesetzte Synthesegas wiederum kann durch Pyrolyse von Biomasse erzeugt werden. Preferably, the fuel source ( 2 ) of the fuel cell system according to the invention ( 1 ) A fuel tank containing the fuel for the engines of the aircraft. In this embodiment of the fuel cell system according to the invention ( 1 ) fuel is used for the production of the fuel emulsion for the engines of the aircraft, ie kerosene. In an alternative embodiment of the fuel cell system according to the invention ( 1 ) is the fuel source ( 2 ) around a fuel tank, which does not contain the fuel for the engines, ie no kerosene. In this embodiment, a synthetic fuel, e.g. For example, a mixture of liquid hydrocarbons obtained by Fischer-Tropsch synthesis can be used. The synthesis gas used in the Fischer-Tropsch synthesis in turn can be generated by pyrolysis of biomass.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäßen Brennstoffzellensystems (1) in einem Luftfahrzeug.Furthermore, the present invention relates to the use of a fuel cell system according to the invention ( 1 ) in an aircraft.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (15)

Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) mit: – einer Brennstoffquelle (2) für einen in flüssiger Phase vorliegenden Brennstoff, – einem Reaktor (3) zum Reformieren von Brennstoff aus der Brennstoffquelle (2) zu einem Wasserstoff enthaltenden Gas, – einer Brennstoffzelle (4), – einer Mischeinrichtung (5) zum Erzeugen einer Brennstoffemulsion, – einer ersten Wasserquelle (6), und – einer Heizeinrichtung (7) zum Erwärmen der dem Reaktor (3) zuzuführenden Brennstoffemulsion, wobei die Mischeinrichtung (5) mit der Brennstoffquelle (2) und der ersten Wasserquelle (6) verbunden ist und dazu eingerichtet ist, eine Brennstoffemulsion aus Wasser und Brennstoff für den Reforming-Prozess bereitzustellen.Aircraft fuel cell system ( 1 ) with: - a fuel source ( 2 ) for a liquid phase fuel, - a reactor ( 3 ) for reforming fuel from the fuel source ( 2 ) to a hydrogen-containing gas, - a fuel cell ( 4 ), - a mixing device ( 5 ) for producing a fuel emulsion, - a first water source ( 6 ), and - a heating device ( 7 ) for heating the reactor ( 3 ) fuel emulsion, wherein the mixing device ( 5 ) with the fuel source ( 2 ) and the first water source ( 6 ) and configured to provide a fuel emulsion of water and fuel for the reforming process. Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 1, wobei das Brennstoffzellensystem (1) eine Oxidationsmitteleinrichtung (8) aufweist, die dazu eingerichtet ist, ein Oxidationsmittel für den Reforming-Prozess bereitzustellen.Aircraft fuel cell system ( 1 ) according to claim 1, wherein the fuel cell system ( 1 ) an oxidizing agent device ( 8th ) configured to provide an oxidizer for the reforming process. Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 2, wobei die Oxidationsmitteleinrichtung (8) eine Zapflufteinrichtung ist.Aircraft fuel cell system ( 1 ) according to claim 2, wherein the oxidizing agent device ( 8th ) is a bleed air device. Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Brennstoffzellensystem (1) eine zweite Wasserquelle (9) aufweist, die mit dem Reaktor (3) verbunden ist und Wasser für den Reforming-Prozess bereitstellt.Aircraft fuel cell system ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the fuel cell system ( 1 ) a second water source ( 9 ), which react with the reactor ( 3 ) and provides water for the reforming process. Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Brennstoffzellensystem (1) einen Emulgatortank (10) aufweist, der mit der Mischeinrichtung (5) verbunden ist und einen Emulgator für die Erzeugung der Brennstoffemulsion bereitstellt.Aircraft fuel cell system ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the fuel cell system ( 1 ) an emulsifier tank ( 10 ) connected to the mixing device ( 5 ) and provides an emulsifier for the production of the fuel emulsion. Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Brennstoffzellensystem (1) einen Wassergas-Shift-Reaktor (11) aufweist, der dem Reaktor (3) nachgeschaltet ist.Aircraft fuel cell system ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the fuel cell system ( 1 ) a water gas shift reactor ( 11 ), which is the reactor ( 3 ) is connected downstream. Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Reaktor (3) dazu ausgebildet ist, eine Dampfreformierung, autotherme Dampfreformierung oder partielle Oxidation durchzuführen.Aircraft fuel cell system ( 1 ) according to any one of claims 1 to 6, wherein the reactor ( 3 ) is adapted to perform a steam reforming, autothermal steam reforming or partial oxidation. Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 7, wobei der Reforming-Prozess bei einer Reaktionstemperatur im Bereich von 400°C bis 1000°C, vorzugsweise 500°C bis 700°C, und bei einem Reaktionsdruck im Bereich von 10 bar bis 25 bar durchzuführen ist.Aircraft fuel cell system ( 1 ) according to claim 7, wherein the reforming process is carried out at a reaction temperature in the range of 400 ° C to 1000 ° C, preferably 500 ° C to 700 ° C, and at a reaction pressure in the range of 10 bar to 25 bar. Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Brennstoffquelle (2) ein Brennstofftank ist, der den Treibstoff für die Triebwerke des Luftfahrzeugs enthält.Aircraft fuel cell system ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the fuel source ( 2 ) is a fuel tank containing the fuel for the engines of the aircraft. Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Brennstoffquelle (2) ein Brennstofftank ist, der nicht den Treibstoff für die Triebwerke enthält.Aircraft fuel cell system ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the fuel source ( 2 ) is a fuel tank that does not contain the fuel for the engines. Luftfahrzeug-Brennstoffzellensystem (1) nach Anspruch 10, wobei der Brennstofftank einen synthetischen Brennstoff, der aus Biomasse hergestellt wurde, enthält.Aircraft fuel cell system ( 1 ) according to claim 10, wherein the fuel tank contains a synthetic fuel produced from biomass. Verwendung eines Brennstoffs, Wasser und gegebenenfalls eines Emulgators zur Herstellung einer Brennstoffemulsion in einem Luftfahrzeug.Use of a fuel, water and optionally an emulsifier for the production of a fuel emulsion in an aircraft. Verwendung einer Brennstoffemulsion, enthaltend einen Brennstoff, Wasser und gegebenenfalls einen Emulgator, zur Erzeugung eines Wasserstoff enthaltenden Gases in einem Luftfahrzeug.Use of a fuel emulsion containing a fuel, water and optionally an emulsifier for generating a hydrogen-containing gas in an aircraft. Verfahren zur Erzeugung eines Wasserstoff enthaltenden Gases in einem Luftfahrzeug, umfassend die Schritte: a) Herstellen einer Brennstoffemulsion durch Mischen eines Brennstoffs, Wasser und gegebenenfalls eines Emulgators, b) Durchführen eines Reforming-Prozesses mit der im Schritt (a) hergestellten Brennstoffemulsion und gegebenenfalls einem Oxidationsmittel sowie gegebenenfalls zusätzlichem Wasser, um ein Wasserstoff enthaltendes Gas zu erzeugen, und gegebenenfalls c) Durchführen einer Wassergas-Shift-Reaktion mit dem im Schritt (b) erhaltenen Wasserstoff enthaltendem Gas, um den Kohlenstoffmonoxid-Anteil in dem Wasserstoff enthaltendem Gas zu verringern.A method of producing a hydrogen-containing gas in an aircraft, comprising the steps of: a) preparing a fuel emulsion by mixing a fuel, water and optionally an emulsifier, b) carrying out a reforming process with the fuel emulsion prepared in step (a) and optionally an oxidizing agent and optionally additional water to produce a hydrogen-containing gas, and optionally c) carrying out a water gas shift reaction with the hydrogen-containing gas obtained in step (b) to reduce the carbon monoxide content in the hydrogen-containing gas. Verwendung eines Brennstoffzellensystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einem Luftfahrzeug.Use of a fuel cell system ( 1 ) according to one of claims 1 to 11 in an aircraft.
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