2018-07-01  –  2021-10-31

529.282,67 EUR

Universität Siegen - Fakultät IV - Department Maschinenbau - Lehrstuhl für Energie- und Umweltverfahrenstechnik, Siegen, Nordrhein-Westfalen

03ET6150A

Strombasierte Erzeugung gasförmiger Energieträger [EA2741]

01182837/1  –  CFC-PtG

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)

Energie

In diesem Vorhaben werden neuartige Katalysatoren für die Erzeugung von synthetischem Methan zur stofflichen Speicherung von regenerativ erzeugtem Strom entwickelt. Dieses als Power-to-Gas bezeichnete Verfahren stellt eine wichtige Schlüsseltechnologie bei der Umsetzung einer regenerativen Stromwirtschaft im Zuge der Energiewende dar. Im Rahmen des Projekts sollen neuartige Schaumkeramiken aus Titandioxid mit einer nanostrukturierten katalytisch aktiven Beschichtung entwickelt und hinsichtlich der katalytischen Eigenschaften bei der Methanisierung von Kohlenstoffdioxid untersucht, bewertet und angepasst werden. Die keramischen Schäume, die sich durch eine große Oberfläche sowie bei Durchströmung durch eine intensive Gasdurchmischung und einen geringen Druckverlust auszeichnen, dienen als Katalysatorträger. Die nanostrukturierte und somit effizientere Oberflächengestaltung und die radiale Wärmeabfuhr in der Schaumkeramik schaffen vielversprechende Voraussetzungen für einen schnellen Ablauf der exothermen Hydrierungsreaktion. Das Ziel ist es, einen Katalysator zu entwickeln, der bei geringerem Bedarf an katalytisch aktivem Material und kürzerer Gasverweilzeit im Reaktor einen besseren Umsatz und einen höheren Durchsatz erzielt als aktuelle Katalysatoren. Das Vorhaben ist eine interdisziplinäre Kooperation der Firma Drache Umwelttechnik GmbH (DUG) sowie des Lehrstuhls für Oberflächen- und Werkstofftechnologie (LOT) und des Lehrstuhls für Energie- und Umweltverfahrenstechnik (LEUVT) der Universität Siegen. Nach Anpassung der bestehenden Versuchsanlagen werden die speziellen Schaumkeramiken (silikatisch-, phosphat- u. durch Sinterung gebunden) von der DUG entwickelt, am LOT mit den neuartigen Ni5TiO7-Nano-Strukturen in einem modifizierten Sol-Gel-Verfahren beschichtet und am LEUVT systematisch auf ihre katalytischen Eigenschaften getestet. Aufbauend darauf erfolgt die Verbesserung des Katalysators durch Anpassung der Bindematrix sowie der Poren- und Nanoschicht-Struktur.