Chemische Energiespeicher

Eine Abteilung aus dem Bereich Energie

Chemische Energiespeicher
© Fraunhofer UMSICHT

Wir entwickeln innovative Verfahren für eine erfolgreiche Rohstoff- und Energiewende – zum Beispiel durch Erstellung und Anwendung von Materialien zur chemischen Speicherung sowie die Konversion von Energie und CO2. Schwerpunkte unserer Arbeit: Entwicklung und Testung technischer Katalysatoren für die heterogene Katalyse. Gerne unterstützen wir Sie beim Prozess vom ersten Muster bis zur ersten Charge im Pilotmaßstab. 

Für einen ersten Überblick sorgen unser aktuelles Produktblatt und unsere Videos zur heterogenen Katalyse in der Industrie.

 

Katalysatorsynthese und -optimierung | Katalysatortestung und -charakterisierung | Katalysatorformgebung und Scale-up

Katalysatorsynthese und -optimierung

Anforderungen an Prozesse und Verfahren verändern sich schnell. Deshalb sind wir ständig auf der Suche nach effizienten Katalysatoren und optimieren diese nach Ihren Anforderungen. Unser Leistungsportfolio umfasst aber auch die komplette Neuentwicklung katalytisch aktiver Materialien.

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Maßgeschneiderte Entwicklung neuer katalytischer Aktivkomponenten

 

Katalysatoren für den industriellen Einsatz

 

Power2C4

Per Katalyse von Ethanol zu Butadien

Im Arbeitspaket »Power2C4« entsteht ein Power-to-X-Verfahren zur Herstellung von Butadien und anderen C4-Olefinen. Als alternatives, sicheres und bezahlbares Konzept soll es zu einem klimafreundlichen Energieversorgungssystem beitragen.

 

ElkaSyn

Energieeffiziente Elektrosynthese von Alkoholen

Um CO2 als nachhaltigen Rohstoff zu nutzen, sind Power-to-X-Verfahren gefragt. Im Fokus von ElkaSyn steht daher ein einstufiges Verfahren, mit dem Kohlenstoffdioxid und Wasser zu Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol umgesetzt werden.

 

Interview

Elektrochemischen Herstellung höherer Alkohole aus CO2

Im Rahmen des Projektes »ElkaSyn« soll ein einstufiges Verfahren zur elektrochemischen Herstellung von Methanol, Ethanol und Propanol aus CO2 und Wasser entwickelt werden. Wie weit die Arbeiten fortgeschritten sind, erläutern Heiko Lohmann und Theresa Jaster im Interview.

Katalysatortestung und -charakterisierung

Wir untersuchen Katalysatoren unter industriell relevanten Prozessbedingungen und bestimmen wichtige Katalysatorkenngrößen wie Umsatz, Selektivität und Produktivität. Sie erhalten so die notwendigen Informationen über die Eignung eines Materials in einem industriellen Prozess. Unser Service erstreckt sich über die gesamte Entwicklungsphase eines Katalysators. Möglich sind dabei sowohl das Screening von pulverförmigen Katalysatormustern als auch die detaillierte Untersuchung von Katalysatorformkörpern unter prozessrelevanten Bedingungen. 

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Testung von Katalysatoren für den industriellen Einsatz

 

Carbon2Chem®-Teilprojekt L-II

Dynamische Methanolproduktion aus Hüttengasen

Ziel ist die konkrete Ausarbeitung der in der ersten Projektlaufzeit entwickelten Prozesskonzepte zur Herstellung von Methanol aus den Kuppelgasen der Hütte. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf dem Scale-up von der Labor- zur Pilotanlage im Technikum.

 

Carbon2Chem®-Teilprojekt L-III

Synthesegas

Ziel ist es, die Robustheit der bereits erarbeiteten Konzepte zur Aufreinigung von Hüttengasen, zur Synthese diverser Chemikalien und insbesondere zur Systemintegration zu zeigen. Mit Abschluss der zweiten Projektlaufzeit soll eine industrielle Umsetzung realisierbar sein.

 

Carbon2Chem®-Teilprojekt L-IV

Höhere Alkohole

Im Fokus steht die Entwicklung eines katalytischen Gesamtprozesses zur direkten Umsetzung von aufbereitetem Kuppelgas zu kurzkettigen Alkoholen, Olefinen und synthetischen Kraftstoffen. Dieser Prozess soll anschließend zur Demonstrationsreife geführt werden.

 

CO2 als Rohstoff nutzen

In der Zementindustrie ist Kohlenstoffdioxid ein unvermeidbares Nebenprodukt: Es entsteht beim Brennen von Calciumcarbonat zu Calciumoxid und wird anschließend freigesetzt. Dadurch trägt die Zementindustrie momentan zu vier bis acht Prozent der globalen CO2-Emissionen bei. Im neu gestarteten Verbundprojekt »CO2-Syn« arbeiten Partner aus Industrie und Wissenschaft an einer Alternative.

Katalysatorformgebung und Scale-up

Für den technischen Einsatz ist die Formgebung von Katalysatoren entscheidend. Ob klassisch in Schüttgutform oder als Wabe – mit Hilfe von Extrusionsanlagen können wir individuell geformte Katalysatoren nach Ihren Vorgaben herstellen. Das Spektrum reicht von geträgerten Katalysatoren bis zu Vollkatalysatoren.

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Synthese von Katalysatoren für den industriellen Einsatz

 

Synthese von 1,3-Butadien aus Ethanol im ohmschen Reaktor

Den Einsatz eines ohmschen Reaktors mit funktionalisierten, elektrisch leitfähigen Katalysatorformkörper zu demonstrieren – so lautet die Zielsetzung des Projektes. Konkret sollen neue ressourcen -und energieeffiziente Synthesewege für die chemische Industrie entwickelt werden. 

 

Chemische Industrie nachhaltig gestalten

Produktionsketten defossilisieren sowie eine zirkuläre, treibhausgasneutrale Stoff- und Energiewandlung etablieren – die chemische Industrie hat sich in Sachen Nachhaltigkeit ehrgeizige Ziele gesetzt. Unterstützung bei diesem Prozess leisten ab sofort neun Institute der Fraunhofer-Gesellschaft: Im Leitprojekt ShaPID wollen sie ihre Forschungsaktivitäten für das Erreichen der Nachhaltigkeitsziele bündeln und gleichzeitig ihre Beziehungen zur Branche stärken. 

 

IMOKAT

Edelmetallfreier Katalysator zur Methanoxidation

Einen edelmetallreduzierten oder edelmetallfreien Katalysator für die Oxidation von Methan zu entwickeln – so lautete die Zielsetzung des Projektes IMOKAT. Ebenfalls im Fokus stand die Formgebung zu einem Wabenkatalysator für den technischen Einsatz.