Verbrennung von Methan ohne CO₂-Emissionen

Mittel- und langfristig werden fossile Brennstoffe und insbesondere Erdgas immer noch eine große Rolle in unserem Energiemix spielen. Daher gibt es einen Bedarf an innovativen Lösungsansätzen zur Minderung der Auswirkungen auf die Umwelt. Maßnahmen wie CO2-Abscheidung und Speicherung sind unzureichend, da die Untergrundspeicherung von Kohlenstoffdioxid viele technische und sicherheitsrelevante Probleme darstellt. Eine vielversprechende Alternative, die das Energiepotential von Erdgas ohne CO2-Emissionen nutzbar macht, ist die thermische Spaltung von Methan auch „Methane Cracking“ genannt.

Projektziel und Ergebnisse:

Dieses Programm untersucht die CO2-freie Produktion von Wasserstoff aus Erdgas bei der Methan-Zersetzung (CH4) in Wasserstoff (H) und festen Kohlenstoff (C) bei hohen Temperaturen. Die technologische Durchführbarkeit von „Methane Cracking“ wurde anhand zahlreicher Tests in der Vergangenheit schon unter Beweis gestellt. Das IASS-Projekt baut auf diesen Ergebnissen auf, um einen industrietauglichen Prozess zu entwickeln. Technologische Schlüsselaspekte, wie der Gebrauch von Katalysatoren (metallisch oder kohlenstoffbasiert) in flüssigen Metallen, Systeme zur Koksentfernung, Blasendynamik und Reaktionskinetik werden hier untersucht. Um die Trennung der Reaktionsprodukte und einen kontinuierlichen Betrieb zu erleichtern wurde ein Blasen-Säulen Reaktor entwickelt der mit flüssigem Metall arbeitet. Im Rahmen einer Zusammenarbeit mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) wurde ein Prototypreaktor gebaut und ein erster Testlauf im November 2013 abgeschlossen. Eine Reihe weiterer Tests fanden im Laufe des Jahres 2014 statt, um die Konversionsrate von Methan nach Wasserstoff qualitativ zu bestätigen. Ein bedeutender Durchbruch wurde in der ersten Hälfte 2014 erzielt, als Experimente bewiesen, dass ebenfalls hochwertiger, industriell verwertbarer Kohlenstoff bei Temperaturen über 800 ˚C effizient hergestellt werden kann. Aufbauend auf diese Ergebnisse wurde eine Testaufbau mit Zinn als Flüssigmetall gewählt sowie relativ kostengünstige und einfach zu handhabende Materialien für den Reaktor.

Projektleiter:

Projektteam:

Projektlaufzeit:

  • 2011-2015

Partner:

Ausgewählte Publikationen: