Im Rahmen dieser Dissertation wird die Kohlenstoffbildung in erdgasbetriebenen Brennstoffzellensystemen theoretisch und experimentell betrachtet. Der Vergleich der theoretischen Untersuchung mit experimentellen Daten zeigt, dass mit den vorhandenen thermodynamischen Daten keine zuverlässige Voraussage der Kohlenstoffbildung in allen Betriebsbereichen möglich ist. Es werden experimentell ermittelte Daten benötigt. Zur Generierung dieser Daten wird ein in-situ Kohlenstoffsensor entwickelt. Von ursprünglich drei Konzepten wird eines bis zur Entwicklung eines funktionsfähigen Sensors weiterverfolgt. Der entwickelte Sensor wird zur Untersuchung der Kohlenstoffbildung bei der Dampfreformierung von Methan und Propan sowie deren Mischungen eingesetzt. Hierbei zeigt sich, dass die Kohlenstoffbildung bei der Vorreformierung von Methan kinetisch gehemmt ist. Die Gefahr von Kohlenstoffablagerungen ist weniger stark ausgeprägt als aufgrund von theoretischen Betrachtungen erwartet. Für Propan ergibt sich das umgekehrte Bild. Bei der untersuchten Temperatur von 500 °C kann kein Betriebspunkt erreicht werden, bei dem keine Kohlenstoffbildung auftritt. Für Methan-Propan-Gemische mit einem Propananteil unterhalb von 10 Vol.-% lässt sich die Kohlenstoffbildung mit einer ausreichenden Menge an Wasserdampf unterdrücken. Für die Anwendung in Brennstoffzellensystemen bietet der entwickelte Sensor das Potential die Betriebssicherheit zu erhöhen. Aufgrund der erhöhten Sicherheit kann der Wasserdampfanteil im Vergleich zu konventionellen Systemen verringert werden. Dies führt zu einem höheren elektrischen Wirkungsgrad und somit zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit.
