Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Energie und die Verwendung eines Stoffgemisches zur Erzeugung von Energie.

Zur Energieerzeugung ist es beispielsweise bekannt, durch Reformation einer Reformationsflüssigkeit Wasserstoff zu erzeugen und diesen mittels Brennstoffzellen in

Strom umzuwandeln. Aus der DE 10 2005 046 746 A1 ist beispielsweise ein Verfahren bekannt, bei welchem zunächst Wasser elektrolytisch zu Wasserstoff und Sauerstoff zersetzt, und anschließend eine Reformationsflüssigkeit aus Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid und Wasser synthetisiert wird. Bei der synthetisierten Reformationsflüssigkeit kann es sich beispielsweise um Alkohole wie Propylenglykol und andere handeln.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zur Erzeugung von Energie anzugeben. Es soll ferner die Verwendung eines Stoffgemisches zur Erzeugung von Energie angegeben werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Patentansprüche 1 und 8. Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nach Patentanspruch 1 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Energie vorgesehen, mit den folgenden Schritten:

Bereitstellen oder Herstellen eines Propylenglykol- Wasser Gemisches mit einem Propylenglykolanteil von 30 Vol.% bis 94 Vol.-%; - Erzeugen eines sekundären Energieträgers, insbesondere Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid, aus dem Propylenglykol-Wasser Gemisch, insbesondere mittels Reformierung; und

- Umwandeln des sekundären Energieträgers in Energie, insbesondere elektrische und/oder Wärmeenergie, insbesondere mittels eines Wandlers durch oxidative Umsetzung des sekundären Energieträgers, insbesondere in einem galvanischen Element, insbesondere einer Brennstoffzelle.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren, wird Propylenglykol-Wasser Gemisch im angegebenen Konzentrationsbereich als Energieträger, d. h. als primärer verwendet. Das Propylenglykol-Wasser Gemisch ist vergleichsweise einfach zu handhaben. Denn als Flüssigkeit kann dieses in einfacher Weise z. B. in einem dafür vorgesehenen Tank bevorratet werden, wobei insbesondere eine Wiederbefüllung des Tanks problemlos möglich ist. Das Propylenglykol-Wasser Gemisch ist so gut wie nicht toxisch und biologisch abbaubar, wodurch aufwändige Schutzmaßnahmen für Mensch und Natur entfallen können. Ferner ist die Zündfähigkeit des Propylenglykol-Wasser Gemisches im angegebenen Konzentrationsbereich zumindest gehemmt, wodurch das Verfahren universell eingesetzt werden kann, insbesondere in Bereichen, in welchen eine geringe Zündfähigkeit wünschenswert ist, in zündgefährdeten Bereichen oder Umgebungen, sowie in Bereichen, in welchen strenge Beschränkungen und Auflagen hinsichtlich der Zündfähigkeit bestehen.

Das vorgeschlagene Verfahren ist umweltfreundlich, jedenfalls umweltschonend, und eignet sich sowohl zur mobilen und portablen als auch zur stationären Stromerzeugung.

Auf Grund der genannten vorteilhaften Eigenschaften kann das Verfahren in unterschiedlichsten Bereichen angewandt werden, insbesondere bei mobilen Strombzw. Energieversorgungseinrichtungen, z. B. im Personenverkehr, insbesondere in der Luftfahrt, insbesondere in Luftfahrzeugen.

Als sekundärer Energieträger kann, wie bereits erwähnt, Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid hergestellt werden. Wasserstoff kann beispielsweise in herkömmlichen Hoch- oder Niedertemperatur-Polymerelektrolytbrennstoffzellen (PEMFC) zu Strom und/oder Wärme umgesetzt werden. In sog. Festoxidbrennstoffzellen (SOFC) können als sekundäre Energieträger sowohl Wasserstoff als auch Kohlenmonoxid umgesetzt werden. Mit SOFC Brennstoffzellen ist es u. U. möglich, die sekundären Energieträger, insbesondere Wasserstoff und Kohlenmonoxid, direkt umzusetzen, d. h. zu verströmen und/oder in Wärme umzuwandeln. Direkt umsetzen soll dabei bedeuten, dass neben der Brennstoffzelle kein externer Reformer, wie z. B. bei den PEMFC Brennstoffzellen, erforderlich ist.

Bevorzugterweise wird ein Propylenglykol-Wasser Gemisch verwendet, welches einen Propylenglykolanteil von 30 Vol.% bis 56 Vol.%, von 56 Vol.% bis 60 Vol.%, von 60 Vol.% bis 70 Vol.%, von 70 Vol.% bis 80 Vol.% und/oder von 80 Vol.% bis 94 Vol.% aufweist. Es soll darauf hingewiesen werden, dass insbesondere jegliche aus den vorstehenden Intervallgrenzen gebildete Konzentrationsbereiche in Frage kommen. Die angegebenen Konzentrationsbereiche weisen insbesondere die folgenden Vorteile auf:

Propylenglykol-Wasser Gemische im Konzentrationsbereich von 56 Vol.-% bis 60 Vol.- %, in welchem das Wasser eine volle Zündhemmung bewirkt, sind in der Luftfahrt bereits zugelassen, so dass entsprechende Gemische ohne weiteres zur Energieversorgung in Flugzeugen verwendet werden können.

Die zündhemmende Wirkung des Wassers setzt sich bis zu einem Konzentrationsbereich von bis zu 80 Vol.-% fort. Die entsprechenden Gemische sind damit bei erforderlicher Zündhemmung ohne Weiteres anwendbar. Im Konzentrationsbereich von 80 Vol.-% bis 94 Vol.-% ist die zündhemmende Wirkung des Wassers zwar etwas eingeschränkt. Gegenüber anderen energietragenden Medien wie Wasserstoffgas u. a. beispielsweise sind die vorgeschlagenen Gemische dennoch vergleichsweise sicher. Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die bei der

Umwandlung des sekundären Energieträgers, insbesondere von Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid, in Energie entstehende Wärmeenergie ergänzend bei der Erzeugung des sekundären Energieträgers aus dem Propylenglykol-Wasser Gemisch verwendet wird. Durch Verwendung der bei der Umwandlung des Wasserstoffs und/oder Kohlenmonoxids entstehenden Abwärme kann der Bedarf an Energie, welche zur

Erzeugung des sekundären Energieträgers erforderlich ist, durchaus beachtlich verringert werden. Der Gesamtwirkungsgrad des Verfahrens kann damit nachhaltig verbessert werden.

Die bei der Umwandlung des sekundären Energieträgers entstehende Wärmeenergie kann insbesondere einem Reformer zur Erzeugung von Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid aus dem Propylenglykol-Wasser Gemisch zugeführt werden. Anderweitige Verwendungen der Wärmeenergie, beispielsweise zu Heizzwecken und dgl. sind ebenso möglich.

Nach einer weiteren Variante des Verfahrens wird durch zumindest einen Teil von noch nicht umgesetztem Propylenglykol-Wasser Gemisch, durch ein Propylenglykol-Wasser Gemisch mit einem Propylenglykolanteil von mehr als 94 % oder durch reines Propylenglykol dem bei der Umwandlung des Wasserstoffs entstehenden Abgas, bei welchem es sich um Wasser, Wasserdampf oder ein Luft-Wasser Gemisch handeln kann, zumindest einem Eduktgas, insbesondere Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenmonoxid oder entsprechende Luftgemische, und/oder der Umgebungsluft Wasser oder Wasserdampf entzogen. Dabei wird in vorteilhafter Weise ausgenutzt, dass Propylenglykol hygroskopisch ist. Insbesondere bei der Trocknung bzw. Entfeuchtung eines Eduktgases kann der Wirkungsgrad des Verfahrens noch weiter verbessert werden.

Insbesondere ist es nach der vorgenannten Variante möglich, ein Propylenglykol- Wasser Gemisch im gewünschten Konzentrationsbereich aus höher konzentrierten Gemischen oder reinem Propylenglykol zu erzeugen bzw. herzustellen. Das ist insbesondere bei mobilen Energieversorgungseinrichtungen von Vorteil, da der mitzuführende Wasseranteil verringert werden kann.

Wasser oder Wasserdampf kann dem Abgas, Eduktgas und/oder der Umgebungsluft beispielsweise dadurch entzogen werden, indem diese durch das Propylenglykol- Wasser Gemisch oder Propylenglykol geführt werden und/oder an einer für Wasser oder. Wasserdampf, vorzugsweise spezifisch, permeablen Austauschfläche, insbesondere einer Membran, welche mit dem Propylenglykol-Wasser Gemisch oder dem Propylenglykol in Kontakt ist, ggf. mehrfach vorbeigeführt oder damit in Kontakt gebracht werden. Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens kann das Propylen-Wasser Gemisch, zumindest ein Teil davon, unmittelbar aus Kohlendioxid und/oder Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Wasser hergestellt werden.

Der unabhängige Anspruch 8 betrifft die Verwendung eines Propylenglykol-Wasser Gemisches mit einem Propylenglykolanteil von 30 Vol.-% bis 94 Vol.-% zur Erzeugung von Energie, insbesondere elektrischer Energie und/oder Wärmeenergie, durch Oxidation, insbesondere durch galvanische Umsetzung, eines aus dem Propylenglykol- Wasser Gemisch erzeugten sekundären Energieträgers, insbesondere Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid.

Bevorzugt kommen Konzentrationsbereiche von 30 Vol.-% bis 56 Vol.-%, von 56 Vol.- % bis 60 Vol.-%, von 60 Vol.-% bis 70 Vol.-%, von 70 Vol.-% bis 80 Vol.-% oder von 80 Vol.-% bis 94 Vol.-% zur Verwendung. Gegenüber Brennstoffzellensystemen, welche mit gespeichertem Wasserstoff betrieben werden, kann mit Propylenglykol-Wasser Gemisch eine deutlich höhere, insbesondere eine um ein mehrfaches höhere, Energiedichte erreicht werden, was insbesondere durch die vergleichsweise hohe spezifische Energiedichte von Propylenglykol begründet ist. Die erreichbaren, vergleichsweise hohen Energiedichten sind insbesondere für eine Bevorratung des Energieträgers vor Ort nicht nur bei mobilen Systemen von herausragendem Vorteil. Bei vorgegebenem Energiebedarf bedeutet eine hohe Energiedichte auch einen vergleichsweise geringen Platzbedarf zur Speicherung und Bevorratung des primären Energieträgers, hier des Propylenglykol-Wasser Gemisches. Ein weiterer Vorteil, insbesondere für den Luftfahrtbereich, für erdgebundene Anwendungen sowie für mobile Anwendungen liegt im geringen Gewicht auf Grund der hohen spezifischen Energie, d. h. die gravimetrische Energiedichte, des Propylenglycols.

Ferner ist es möglich, dass das Propylenglykol-Wasser Gemisch des Weiteren verwendet wird, dem bei der Umwandlung des Wasserstoffs entstehenden Abgas, zumindest einem Eduktgas und/oder der Umgebungsluft Wasser oder Wasserdampf zu entziehen.

Wegen Vorteilen und vorteilhaften Wirkungen der Verwendung des Propylenglykol- Wasser Gemisches wird auf die obigen Ausführungen zum vorgeschlagenen Verfahren verwiesen.