Prozess­design und -intensivierung

Über

Die Arbeitsgruppe „Prozessdesign und -intensivierung“ ist Teil der Forschungsabteilung „Stoffliche Wasserstoffspeicherung“ des Helmholtz-Instituts Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien. Entsprechend befassen wir uns hauptsächlich mit Wasserstoffspeichern in Form von flüssigen organischen Wasserstoffträgern (LOHC, engl. für Liquid Organic Hydrogen Carrier). Der Forschungsfokus liegt hierbei auf einem möglichst energieeffizienten Gesamtprozess zur Bereitstellung von (hochreinem) Wasserstoff. Vor allem werden Möglichkeiten zur Bereitstellung der benötigten Enthalpie für die endotherme Dehydrierung von LOHCs untersucht, um damit eine zentrale Herausforderung bei dieser Art der Wasserstoffspeicherung zu meistern. Dafür konzentrieren uns mit einem ingenieurstechnischen/verfahrenstechnischen Ansatz darauf, den Gesamtprozess zu verbessern, sowie durch Prozessintegrations- und Prozessintensivierungsstrategien Fortschritte zu erzielen.

Forschungsthemen

  • Katalytische Wasserstoffverbrennung zur Bereitstellung der bei der LOHC-Dehydrierung benötigten Reaktionsenthalpie
  • Kopplung einer SOFC mit der LOHC-Dehydrierung mit dem Ziel die Abwärme der SOFC in die LOHC-Dehydrierung einzubinden und damit die benötigte Reaktionsenthalpie bereitzustellen
  • Dehydrierung von LOHCs in einer Catalytic Distillation, wobei die Reaktionsenthalpie der Dehydrierung durch die Kondensationswärme bereitgestellt wird
  • Unterdruckdehydrierung von LOHCs mit dem Ziel die thermodynamische Limitierung der Reaktion durch die Lage des Reaktionsgleichgewichts bei niedrigen Temperaturen aufzuheben
  • Autotherme Dehydrierung von LOHCs, gekennzeichnet durch die Bereitstellung der Reaktionswärme für die Dehydrierung mittels partieller Oxidation des LOHCs
  • Kopplung der LOHC-Dehydrierung mit einem elektrochemischen Wasserstoffkompressor (EHC, engl. für Electrochemical Hydrogen Compressor) mit dem Ziel den freigesetzten Wasserstoff zu reinigen und gleichzeitig zu komprimieren
  • Entwicklung und Test elektrochemischer Zellen (Brennstoffzelle und EHC) zur Dehydrierung von LOHCs (im Moment hauptsächlich in Form von Isopropanol)
  • Selektive Abtrennung von Wasserstoff aus einem als Wasserstoffspeicher mitgenutzten Erdgasnetz mit einem EHC
  • Reaktorcharakterisierung (Verweilzeit, hold-up) und Kinetik-Messungen

Kontakt

Stephan Mrusek

IEK-11

Gebäude HIERN-Cauerstr / Raum 4007

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Letzte Änderung: 27.07.2022