Bislang bekannt sind großindustrielle Anlagen, die bei Vol- lastbetrieb einen Wirkungsgrad von ca. 80% haben. Im Bereich unter 70% Teillast fällt deren Wirkungsgrad dramatisch ab.

Beim dynamischen Betrieb von Brennstoffzellenanlagen fallen die bekannten Reformer so oft unter die 70% Teillastgrenze, daß nach Lösungen gesucht werden muß, damit der Reformer- Wirkungsgrad nicht negativ auf das gesamte Energiewandlungs- system durchschlägt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Refor- mer zu schaffen, der bis in den extremen Teillastbereich ei- nen hohen Wirkungsgrad hat. Ein solcher Reformer kann sowohl für stationäre als auch für mobile Anwendungen eingesetzt werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Reformer mit modu- larem Aufbau und damit einer dynamisch anpaßbaren Reakti- onsoberfläche der Reformerkammer geschaffen wird, so dal3 auch bei de facto kleinem (zu reformierenden) Gasvolumen die Reformerkammer auf eine so kleine Oberfläche heruntergefahren werden kann, daß der Reformer mit hoher Teillast und damit hohem Wirkungsgrad arbeitet.

Gegenstand der Erfindung ist ein Reformer zur Erdgas- und/oder Methanolreformierung, einen Katalysator auf einem Träger, eine Heizung, zumindest einen Gasein-und einen Gas- auslaß sowie eine Reformerkammer umfassend, wobei die Refor- merkammer eine dynamisch anpaßbare Reaktionsoberfläche hat.

Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum Be- treiben eines Reformers, bei dem der Gasvolumenstrom und/oder der Gasdruck des eintretenden Gases direkt Einfluß auf die Reaktionsoberfläche der genutzten Reformerkammer hat und da- mit die Reaktionsoberfläche dem aktuellen Bedarf dynamisch angepaßt werden kann und eine vorgegebene Teillast des Refor- mers nicht unterschritten wird.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Reformerkammer in mehrere Unterkammern unterteilt, die nach und nach bei zunehmender Belastung und damit zunehmendem Gas- volumenstrom mit Gas angefüllt und betriebsbereit gemacht werden.

Bevorzugt hat die Reformerkammer einen zylindrischen Aufbau bei dem die Unterkammern konzentrisch um den sich auf der Mittelachse befindenden Führungsstab für die Gaseinleitung angeordnet sind. Als Reformerkammer wird jeder unterteilbare Reaktionsraum im Reformer bezeichnet, insbesondere kann es sich dabei auch um eine wabenförmige Struktur handeln.

Bevorzugt ist die Reaktionsoberfläche der Reformerkammer in definierten Stufen verstellbar, wenn bei Erhöhung der Bela- stung jeweils eine zusätzliche Unterkammer im Reformer geöff- net wird. Die Reaktionsoberfläche der Reformerkammer kann je- doch auch stufenlos variabel sein, wenn z. B. der Umfang des Zylinders in entsprechenden Grenzen (in der Art von Schlauchklemmen) verstellbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von einer der mögli- chen Ausgestaltung weiter erläutert : Figur 1 zeigt einen Querschnitt der Höhe nach durch eine Re- formerkammer.

Figur 2 zeigt einen Querschnitt der Breite nach durch eine Reformerkammer und Figur 3 zeigt wieder einen Querschnitt der Höhe nach durch eine Reformerkammer.

In Figur 1 erkennt man eine Reformerkammer 1 mit fünf Unter- kammern la, lb, lc, ld und le. Von unten tritt das Gas (z. B. Methan) über das im mittig angeordneten Gasführungsstab 3 an- geordnete Gaszuleitungsrohr 4 in die Reformerkammer 1 ein.

Das Gaszuleitungsrohr 4 ist höhenverschiebbar und hat einen undurchlässigen unteren Teil 4a, einen perforierten, oberen Teil 4b und am obersten Ende eine Düse 2. Durch die Düse 2 wird am oberen Ende im Gasführungsstab 3 ein Staudruck er- zeugt, der das Gaszuleitungsrohr 4 gegen die Rückholfeder 5 drückt. In Figur 1 reicht dieser Staudruck aus, daß der per- forierte Teil 4b des Gaszuleitungsrohres 4 über die Öffnung der ersten Unterkammer la reicht. So strömt Gas, das refor- miert werden muß, nur in die Reformerkammer la und Wasser- stoff entweicht oben aus dieser Reformerkammer la. Die Re- formerkammern lb, lc, ld und le sind durch den unteren, un- durchlässigen Teil 4a des Gaszuleitungsrohres 4 verschlossen.

Der Gasdruck innerhalb der Reformerkammer 1 ist so wegen des beschränkten Volumens und der damit beschränkten Reakti- onsoberfläche hoch, obwohl der Reformer tatsächlich nur mit extremer Teillast gefahren wird.

In Figur 2 wird die Anordnung der Unterkammern la bis le (mit steigender Reaktionsoberfläche und steigendem Volumen der be- nutzten Reformerkammer) in der Reformerkammer 1 von oben ge- zeigt. In der Mitte liegt der Gasführungsstab 3.

In Figur 3 ist wieder dieselbe Ansicht wie in Figur 1 ge- zeigt, nur reicht hier der Staudruck aus, daß alle Unterkam- mern der Reformerkammer (la bis le) über den perforierten oberen Teil 4b des Gaszuleitungsrohres 4 mit Gas beströmt werden. Die Rückholfeder 5 am unteren Ende des Gaszuleitungs-

rohres 4 ist ganz zusammengedrückt. Der Reformer fährt auf Vollast und oben strömt aus allen Unterkammern la bis le Was- serstoff.

Das Problem des Wirkungsgradeinbruchs im Teillastbetrieb von Reformern von Brennstoffzellenanlagen wird mit dieser Erfin- dung erstmals gelöst. In der Erfindung wird ein dynamisch- anpaßbares oder mehrstufiges Konzept für einen Erdgas- und/oder Methanolreformer vorgeschlagen. Im untersten Teil- lastbetrieb wird der Reformer mit der kleinst möglichen Reak- tionsoberfläche gefahren.

Je nach Lastzustand und Wasserstoffbedarf der Brennstoffzel- lenanlage werden weitere Stufen zugeschaltet. Die Reformie- rung wird so mit einem optimierten Wirkungsgrad durchgeführt, weil über die dynamisch anpaßbare Reaktionsoberfläche eine vorgegebene Teillast von z. B. 60%, 70% oder 80% nicht unter- schritten wird.

Mit der vorliegenden Erfindung wird der Wirkungsgrad eines Reformers durch eine dynamisch anpaßbare Reaktionsoberfläche der Reformerkammer optimiert. Der konstruktive Mehraufwand für z. B. die mehrstufige Ausführungsform beschränkt sich auf wenige kostengünstige Materialien, wie z. B. Stahl für die Trennwände der Reformer-Unterkammern und Gaseinlässe. Der Aufwand an kostenträchtigen Materialien wie z. B. Katalysator, bleibt gegenüber den bekannten Systemen gleich.