MOE-Fellowship

Bilyana Dragomirova Genova

Mechanistische Untersuchungen zur hydrothermalen Karbonisierung von Biomasse zu Bio-Kohle im Hinblick auf die energetische Nutzung

Der Energiebedarf wĂ€chst stĂ€ndig wĂ€hrend jedoch die fossilen EnergietrĂ€ger wie Erdöl, Kohle und Gas verknappen. Ferner steht deren Verwendung im Verdacht einen dramatischen Anstieg der CO2 - Konzentration in der AtmosphĂ€re hervorzurufen und dementsprechend zum Treibhauseffekt beizutragen. Neben Sonnenenergie, Wind - oder Wasserkraft zĂ€hlt die energetische Nutzung von Biomasse zu den alternativen Strategien. Ein Vorteil gegenĂŒber den anderen alternativen Technologien besteht darin, dass die Biomasse bedarfsorientiert eingesetzt werden kann. Schließlich könnte sie zu ca. 10 % des PrimĂ€renergiebedarfs Europas beitragen. Dieses Potential gilt es möglichst gut auszunutzen.Die Energieerzeugung aus Biomasse im Vergleich zu fossilen EnergietrĂ€gern bietet einen Weg zur Verringerung der Emission von Treibhausgasen, da bei der Biomasseverbrennung lediglich so viel CO2 entsteht, wie zuvor beim Pflanzenwachstum assimiliert wurde. Die in der Biomasse enthaltene Energie kann durch verschiedenes Verfahren in höherwertige EnergietrĂ€ger wie Gas (CH4 , CO und H2 ), Öl und Kohle umgewandelt werden. Eines der Verfahren die auf Kohle als Hauptprodukt zielen ist die hydrothermale Karbonisierung (engl. Hydro Thermal Carbonization, HTC). Die durch die hydrothermale Karbonisierung erhaltene Kohle weist einen hohen Kohlenstoffanteil und einen erhöhten Heizwert gegenĂŒber der eingesetzten Biomasse auf und ist in diesen Eigenschaften vergleichbar mit Braunkohle. Unter energetischer Ansicht stellt die Verwendung der Biokohle eine Alternative zu konventionellen Brennstoffen dar und ist zudem umweltfreundlich, weil bei der Verbrennung keine Treibhausgase aus fossilen Quellen freigesetzt werden.ZieleIm Rahmen des Forschungsvorhabens sollen neben Experimenten mit Biomasse wie Stroh, Gras und Holz vorwiegend mechanistische Untersuchungen durchgefĂŒhrt werden. Hierbei soll zunĂ€chst die schnelle Bildung der Bio-Kohle aus Lignin und Zellulose betrachtet werden. DafĂŒr sollen auch Modellsubstanzen wie etwa kommerzielle Fichten-Zellulose und Kraft-Lignin herangezogen werden. In Bezug auf den allmĂ€hlichen Aufbau des Feststoffs sollen weitere SchlĂŒsselmolekĂŒle in der Reaktionslösung und die entsprechenden Reaktionspfade identifiziert werden. Schließlich können mit Hilfe dieser Ergebnisse globalkinetische Parameter wie die Aktivierungsenergie des Feststoffaufbaus abgeschĂ€tzt werden.

Übersicht

Förderzeitraum

01.03.2009 - 28.02.2010

Institut

Karlsruher Institut fĂŒr Technologie Engler-Bunte-Institut Bereich Verbrennungstechnik

Betreuer

Prof. Dr. Henning Bockhorn

Kontakt

Mail