2020-12-01  –  2024-11-30

639.079,00 EUR

Forschungszentrum Jülich GmbH - Institut für Energie- und Klimaforschung - Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren (IEK-1), Jülich, Nordrhein-Westfalen

03EN2052A

Energiesparende Industrieverfahren - Übergreifend und Sonstiges [EA3285]

01217536/1  –  AMAZING

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)

Energie

Um den weltweit stetig steigenden Bedarf an Energie- und Sachgütern nachhaltig zu decken, bedarf es in der Kraftstoff- und Chemieindustrie der Nutzung erneuerbarer Ressourcen. Dies wird von wesentlicher Bedeutung sein, um die herausragende Stellung der europäischen Chemieindustrie zu erhalten und die ehrgeizigen EU-Ziele für 2030 in den Bereichen Klimawandel, Prozesseffizienz und Sicherheit zu erreichen. Die Nutzung erneuerbarer Energie in Kopplung mit einer Membran eröffnet neben dem vorteilhaften Einsatz erneuerbarer elektrischer Energie zur Reaktorbeheizung auch das Potential einer verbesserten Koppelproduktnutzung, in diesem Fall von Wasserstoff. Somit hat eine solche Reaktortechnologie gegenüber konventionell fossil beheizten Reaktorsystemen das Potential neben einer fast vollständigen Bereinigung des CO2 Fußabdrucks auch als Koppelprodukt noch 'grünen' Wasserstoff zu liefern, der stofflich genutzt werden kann. Die direkte Nutzung von erneuerbarem Strom in der chemischen Industrie (Power - to - Chemicals) ist jedoch nicht einfach, da der überwiegende Teil der für die Durchführung der chemischen Reaktionen benötigten Wärme durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erzeugt wird. Der Ersatz großtechnischer Hochtemperatur-Crackingprozesse durch eine elektrisch getriebene thermokatalytische Aktivierung von Alkanen zur Herstellung chemischer Bausteine ist ein vielversprechender Weg zur Reduktion der CO2-Emissionen. Ziel des Projekts ist es daher, einen energieeffizienten Weg zur Herstellung chemischer Bausteine (z.B. Ethylen) aus erneuerbarer Energie durch katalytisch-reduktive Dehydrierung in einem MIEC-Membranreaktor im 3D-Druckverfahren und auch mit dem konventionellen Verfahren Folienguss zu entwickeln. Die bei der Herstellung des Membranreaktors gewonnenen Erkenntnisse werden genutzt, um ein fortschrittliches Membransystem zu schaffen, das aus einer reinen protonenleitenden Membran als H+-Pumpe besteht, um die Effizienz des Systems weiter zu erhöhen.