Die Reformierung in Brennstoffzellen-Systemen dient der Erzeugung wasserstoffreichen Brenngases für den Einsatz in PEMFC-, HT-PEMFC- und SOFC-Systemen aus flüssigen oder gasförmigen Energieträgern wie Methanol, Ethanol, Propan oder Biogas.
Im Vergleich zur großtechnischen Erdgasreformierung arbeiten Brennstoffzellen-Reformer typischerweise bei moderateren Temperaturen. Diese hängen vom eingesetzten Reformierungsverfahren, dem verwendeten Katalysatortyp sowie von der jeweiligen Brennstoffzellen-Technologie ab.
Methanol- und Ethanol-Dampfreformierung ermöglichen den Betrieb bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen und werden häufig in Kombination mit kupfer- oder edelmetallbasierten Katalysatorsystemen eingesetzt. Diese Verfahren eignen sich besonders für PEMFC- und HT-PEMFC-Anwendungen.
Die autotherme Reformierung kombiniert endotherme Dampfreformierung mit exothermer Teiloxidation und erlaubt einen thermisch ausgeglichenen Betrieb. Sie ist besonders geeignet für kompakte und dynamisch betriebene Systeme, beispielsweise in mobilen Anwendungen.
In SOFC-Systemen kann die Reformierung direkt im Brennstoffzellen-Stack erfolgen. Diese interne Reformierung nutzt die hohe Betriebstemperatur und die Abwärme des Stacks zur effizienten Umsetzung des Brennstoffs.
Das erzeugte Reformiergas enthält neben H₂ auch CO₂, CO, H₂O sowie unverreformte Kohlenwasserstoffe. Zur Einhaltung strenger CO-Grenzwerte, insbesondere bei PEMFC-Systemen, werden nachgeschaltete Gasaufbereitungsstufen wie die Wasser-Gas-Shift-Reaktion und die selektive Oxidation (PROX) eingesetzt.
Die Auswahl geeigneter Reformierungs-, Shift- und Gasreinigungsverfahren hängt maßgeblich vom eingesetzten Brennstoff, dem verfügbaren Temperaturfenster, den Anforderungen der Brennstoffzelle sowie den dynamischen Betriebsbedingungen des Gesamtsystems ab. Ergänzend kommen Adsorbentien und Molekularsiebe zur Gasreinigung, CO- und CO₂-Abtrennung sowie zur Rückgewinnung von Restwasserstoff zum Einsatz.
