Nachhaltiger Wasserstoff (H2) ist eine Schl\u00fcsseltechnologie f\u00fcr die Abkehr von einer fossilen zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft. In sonnenreichen Regionen mit einer hohen Verf\u00fcgbarkeit an erneuerbarer Energie l\u00e4sst sich dieser \u00fcber die Wasserelektrolyse g\u00fcnstig und klimaneutral herstellen. Der Aufbau einer H2 Speicher und Transportinfrastruktur ist jedoch komplex und teuer, sodass Tr\u00e4germolek\u00fcle wie Ammoniak, Dimethylether (DME), Methan und Methanol (MeOH) eine vorteilhafte Alternative darstellen. Diese haben eine h\u00f6here H2-Speicherdichte im Vergleich zu komprimiertem H2 und aufgrund ihrer einfacheren Handhabbarkeit kann bestehende Infrastruktur verwendet werden.<\/p>\n
Pr\u00e4destiniert ist hier DME, da es ein sehr geringes Treibhausgaspotential aufweist, weder gesundheits- noch umweltsch\u00e4digend ist und f\u00fcr die Produktion, im Vergleich zu H2, weniger Wasser ben\u00f6tigt wird. So hat DME das Potential die Umweltbelastung im Produktionsland zu lindern. Nachhaltiges DME wird aus Elektrolyse-H2 und atmosph\u00e4rischem oder biogenem CO2 hergestellt. F\u00fcr einen effizienten Kohlenstoffkreislauf muss das bei der R\u00fcckreaktion von DME zu H2, via Dampfreformierung, gebildete CO2 abgetrennt und als Rohstoff f\u00fcr weitere DME-Synthesen r\u00fcckgef\u00fchrt werden. Aufgrund \u00e4hnlicher physikalischer Eigenschaften von CO2 und DME ist die Verwendung von Fl\u00fcssiggastanker f\u00fcr den Langstreckentransport m\u00f6glich. Dies erm\u00f6glicht Punkt-zu-Punkt Verbindungen von H2-Importh\u00e4fen und H2-Erzeugungsprojekten. F\u00fcr eine effiziente Freisetzung muss die Dampfreformierung zus\u00e4tzlich 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 \u201eDimethylether als Wasserstofftr\u00e4ger \u2013 Experimentell validierte Entwicklung eines skalen\u00fcbertragbaren Reaktormodells zur Wasserstoffproduktion via Dampfreformierung\u201c soll die technische L\u00fccke 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\u00dfsstab. F\u00fcr die modellgest\u00fctzte Auslegung dieses Reaktors ist eine vollumf\u00e4ngliche kinetische Modellierung von kommerziellen und experimentell validierten Katalysatoren notwendig. Dieses im Miniplantma\u00dfstab evaluierte System kann nachfolgend als Basis f\u00fcr 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\u00a0faseroptische Temperaturmessung ausgestattet, um den Temperaturverlauf \u00fcber das Katalysatorbett ortsaufgel\u00f6st zu \u00fcberwachen und so eventuelles nichtisothermes Verhalten in die kinetische Betrachtung einflie\u00dfen zu lassen.\u00a0An dieser Anlage erfolgten bereits erste Screening-Experimente f\u00fcr y-Al2<\/sub>O3<\/sub>, wobei DME-Ums\u00e4tze bis zu 20 % bei 350 \u00b0C erreicht wurden, was 79,5 % des Gleichgewichtsumsatzes entspricht.\u00a0<\/p>\n Parallel zu den experimentellen Arbeiten wurde begonnen die notwendige Grundlagen f\u00fcr die simulativen Arbeiten zu schaffen. Hier erfolgte die simulative Betrachtung der Gleichgewichtsums\u00e4tze f\u00fcr verschiedene Gaszusammensetzungen im Temperaturbereich von 100 \u00b0C bist 400 \u00b0C. Diese dienen der Einordnung und besseren Vergleichbarkeit der experimentellen Ergebnisse untereinander und mit Ergebenissen aus der Literatur.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Nachhaltiger Wasserstoff (H2) ist eine Schl\u00fcsseltechnologie f\u00fcr die Abkehr von einer fossilen zu einer nachhaltigen Energiewirtschaft. In sonnenreichen Regionen mit einer hohen Verf\u00fcgbarkeit an erneuerbarer Energie l\u00e4sst sich dieser \u00fcber die Wasserelektrolyse g\u00fcnstig und klimaneutral herstellen. Der Aufbau einer H2 Speicher und Transportinfrastruktur ist jedoch komplex und teuer, sodass Tr\u00e4germolek\u00fcle 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\u00dfmann","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\u00fcr Technologie (KIT) Institut f\u00fcr 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}]}}