Neues Reaktorkonzept für Wasserstoff

27. Januar 2020

 

Das Grazer Kompetenzzentrum BEST hat gemeinsam mit Partnern ein Reaktorkonzept entwickelt, bei dem Wasserstoff bei niedrigem Energieeinsatz aus Holzabfällen erzeugt wird. Dabei wird die Herstellung und Aufarbeitung durch den Einsatz von speziellen Membranen in einem Prozessschritt erledigt. Der "2-in-1"-Reaktor ermöglicht eine Gas-Flüssig-Reaktion bei wesentlich niedrigeren Temperaturen, reduzierten Energieverbrauch und stark verringerten Emissionswerten von bis zu 40 %.


 

Wasserstoff aus Holz – leicht gemacht

Im Jahr 2015 startete das Kompetenzzentrum BEST – Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH mit acht europäischen Partnern das EU Projekt ROMEO (Reaktoroptimierung durch membranbasierte Prozessführung). Durch die Entwicklung eines 2in1 Reaktors sollen künftig energieintensive Produktionsprozesse ersetzt und ein wesentlicher Teil des Energiebedarfs eingespart werden.

In klassischen Wasserstoffherstellungsprozessen werden mehrstufige Wasser-Gas-Shift Anlagen zur Umwandlung von Kohlenmonoxid und Wasserdampf zu Kohlendioxid und Wasserstoff eingesetzt. Danach muss dieses Gemisch noch unter erhöhten Druck gereinigt werden. Durch die im Rahmen des Projekts entwickelte Kombination von Wasser-Gas-Shift und Gasreinigung in einem Prozessschritt können nun Material, Emissionen und der Energiebedarf drastisch gesenkt werden.

Im Rahmen des Projektes wurde ein Katalysator entwickelt, der hohe Umsätze bei niedrigem Materialeinsatz ermöglicht. Weiters wird eine Trennmembran zur Abtrennung von Kohlendioxid aus dem Prozess eingesetzt, um so einen reinen Wasserstoffstrom zu erhalten.

Die Testung bei synthetischen Gasen ergab eine Reduktion des Materialverbrauchs um 11 %. Der Energieverbrauch konnte um bis zu 15 % und die Emissionswerte um bis zu 40 % gesenkt werden. Dabei zeigten Messdaten eine deutlich höhere Wasserstoffproduktion als erwartet. Auch die Membran zeigt hohe Abscheideleistungen, wobei für die industrielle Anwendung noch weitere Entwicklungen notwendig sind. Durch weitere Entwicklungsarbeiten bietet sich vor allem die Gelegenheit das System in Biomassevergasungsanlagen zur Wasserstofferzeugung anzuwenden und somit eine Wirkungsgradsteigerung auf über 65 % (davor 55 %) zu erzielen.

„Das neu entwickelte Reaktorkonzept  ermöglicht uns Synthesegas aus Biomasse und Holzabfällen effizient zu Wasserstoff umzusetzen“, so Jürgen Loipersböck von BEST.

Die Europäische Union unterstützte das Projekt mit einer Gesamtförderung von EURO 6 Mio. Zum Projektkonsortium gehörten neben BEST – Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH (früher BIOENERGY 2020+), die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, die RWTH Aachen, die Technical University of Denmark, Evonik Performance Materials GmbH (Projektkoordinator), LiqTech International A/S (Dänemark), das European Membrane House (Belgien), die Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Spanien) und Linde AG. 

 
 

Kontakt

Jürgen Loipersböck
BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies
+43 5 02378-9357
juergen.loipersboeck@best-research.eu
http://www.best-research.eu/de

 
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