Nachhaltiger Wasserstoff (H2) ist eine Schl\u00c3\u00bcsseltechnologie f\u00c3\u00bcr die Abkehr von einer fossilen zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft. In sonnenreichen Regionen mit einer hohen Verf\u00c3\u00bcgbarkeit an erneuerbarer Energie l\u00c3\u00a4sst sich dieser \u00c3\u00bcber die Wasserelektrolyse g\u00c3\u00bcnstig und klimaneutral herstellen. Der Aufbau einer H2 Speicher und Transportinfrastruktur ist jedoch komplex und teuer, sodass Tr\u00c3\u00a4germolek\u00c3\u00bcle wie Ammoniak, Dimethylether (DME), Methan und Methanol (MeOH) eine vorteilhafte Alternative darstellen. Diese haben eine h\u00c3\u00b6here H2-Speicherdichte im Vergleich zu komprimiertem H2 und aufgrund ihrer einfacheren Handhabbarkeit kann bestehende Infrastruktur verwendet werden.<\/p>\n
Pr\u00c3\u00a4destiniert ist hier DME, da es ein sehr geringes Treibhausgaspotential aufweist, weder gesundheits- noch umweltsch\u00c3\u00a4digend ist und f\u00c3\u00bcr die Produktion, im Vergleich zu H2, weniger Wasser ben\u00c3\u00b6tigt wird. So hat DME das Potential die Umweltbelastung im Produktionsland zu lindern. Nachhaltiges DME wird aus Elektrolyse-H2 und atmosph\u00c3\u00a4rischem oder biogenem CO2 hergestellt. F\u00c3\u00bcr einen effizienten Kohlenstoffkreislauf muss das bei der R\u00c3\u00bcckreaktion von DME zu H2, via Dampfreformierung, gebildete CO2 abgetrennt und als Rohstoff f\u00c3\u00bcr weitere DME-Synthesen r\u00c3\u00bcckgef\u00c3\u00bchrt werden. Aufgrund \u00c3\u00a4hnlicher physikalischer Eigenschaften von CO2 und DME ist die Verwendung von Fl\u00c3\u00bcssiggastanker f\u00c3\u00bcr den Langstreckentransport m\u00c3\u00b6glich. Dies erm\u00c3\u00b6glicht Punkt-zu-Punkt Verbindungen von H2-Importh\u00c3\u00a4fen und H2-Erzeugungsprojekten. F\u00c3\u00bcr eine effiziente Freisetzung muss die Dampfreformierung zus\u00c3\u00a4tzlich bei niedrigen Temperaturen und ohne die Bildung von Nebenprodukten ablaufen. Elektrolyse, DME-Synthese und CO2-Abscheidung sind mit heutigem Stand der Technik bereits industriell umsetzbar, wohingegen die DME-Dampfreformierung noch nicht ausreichend erforscht ist.<\/p>\n
Unter dem Namen \u00e2\u20ac\u017eDimethylether als Wasserstofftr\u00c3\u00a4ger \u00e2\u20ac\u201c Experimentell validierte Entwicklung eines skalen\u00c3\u00bcbertragbaren Reaktormodells zur Wasserstoffproduktion via Dampfreformierung\u00e2\u20ac\u0153 soll die technische L\u00c3\u00bccke in einem DME\/CO2-Wasserstoffspeicher- und -transportkreislauf im Rahmen des Promotionsvorhabens geschlossen werden.<\/p>\n
Ziel hier ist die wissenschaftliche Untersuchung der DME-Dampfreformierung durch die Entwicklung und experimentelle Validierung eines Reaktormodells im Miniplantma\u00c3\u0178sstab. F\u00c3\u00bcr die modellgest\u00c3\u00bctzte Auslegung dieses Reaktors ist eine vollumf\u00c3\u00a4ngliche kinetische Modellierung von kommerziellen und experimentell validierten Katalysatoren notwendig. Dieses im Miniplantma\u00c3\u0178stab evaluierte System kann nachfolgend als Basis f\u00c3\u00bcr weiteres Scale Up herangezogen werden.<\/p>\n
Zur Umsetzung des Forschungsziels wurde ein Teststand zur Untersuchung der DME Hydrolyse und Methanoldampfreformierung in Betrieb genommen. Dieser ist mit einer\u00c2\u00a0faseroptische Temperaturmessung ausgestattet, um den Temperaturverlauf \u00c3\u00bcber das Katalysatorbett ortsaufgel\u00c3\u00b6st zu \u00c3\u00bcberwachen und so eventuelles nichtisothermes Verhalten in die kinetische Betrachtung einflie\u00c3\u0178en zu lassen.\u00c2\u00a0An dieser Anlage erfolgten bereits erste Screening-Experimente f\u00c3\u00bcr y-Al2<\/sub>O3<\/sub>, wobei DME-Ums\u00c3\u00a4tze bis zu 20 % bei 350 \u00c2\u00b0C erreicht wurden, was 79,5 % des Gleichgewichtsumsatzes entspricht.\u00c2\u00a0<\/p>\n Parallel zu den experimentellen Arbeiten wurde begonnen die notwendige Grundlagen f\u00c3\u00bcr die simulativen Arbeiten zu schaffen. Hier erfolgte die simulative Betrachtung der Gleichgewichtsums\u00c3\u00a4tze f\u00c3\u00bcr verschiedene Gaszusammensetzungen im Temperaturbereich von 100 \u00c2\u00b0C bist 400 \u00c2\u00b0C. Diese dienen der Einordnung und besseren Vergleichbarkeit der experimentellen Ergebnisse untereinander und mit Ergebenissen aus der Literatur.<\/p>\n \u00c2\u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Nachhaltiger Wasserstoff (H2) ist eine Schl\u00c3\u00bcsseltechnologie f\u00c3\u00bcr die Abkehr von einer fossilen zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft. In sonnenreichen Regionen mit einer hohen Verf\u00c3\u00bcgbarkeit an erneuerbarer Energie l\u00c3\u00a4sst sich dieser \u00c3\u00bcber die Wasserelektrolyse g\u00c3\u00bcnstig und klimaneutral herstellen. Der Aufbau einer H2 Speicher und Transportinfrastruktur ist jedoch komplex und teuer, sodass Tr\u00c3\u00a4germolek\u00c3\u00bcle wie Ammoniak, Dimethylether (DME), Methan […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-127613","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20024\/048","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Po\u00c3\u0178mann","dbu_stipendiaten_vorname":"Moritz","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2025-01-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2027-12-31 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Karlsruher Institut f\u00c3\u00bcr Technologie (KIT) Institut f\u00c3\u00bcr Technische Chemie und Polymerchemie","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Olaf Deutschmann","dbu_stipendiaten_email_dienst":"moritz.possmann@ise.fraunhofer.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/127613","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/127613\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=127613"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=127613"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=127613"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}