Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher entwickelt künstliche Lunge für umweltfreundlichere Kohlekraftwerke

19.07.2007
Chemietechnik-Professor Hans Fahlenkamp von der Universität Dortmund hat sich den Mechanismus der Lungenbläschen zum Vorbild genommen, um eine der größten aktuellen Herausforderungen der Umwelttechnik zu bewältigen: die Kohlendioxid-Abscheidung aus Kraftwerks-Rauchgasen. "Die Technik zur CO2-Abscheidung ist machbar und wird auch kommen", ist Hans Fahlenkamp überzeugt.

Von einer solchen Reserve können Ingenieure nur träumen. Rund 300 Millionen Alveolen, so schätzen Physiologen, hat der Mensch in seinen Lungen zur Verfügung, um täglich gerade einmal ein schlappes Kilogramm Kohlendioxid loszuwerden. Nicht einmal zehn Liter Atemluft pro Minute tauscht er mit seiner Umgebung aus, wenn er sich nicht gerade körperlich anstrengt. Aber seine Atmungsorgane sind auf alles vorbereitet. Fresszellen lauern ständig auf Staubkörnchen oder die Reste kleiner Blutungen, die es sofort zu beseitigen gilt. Denn die Lungen dürfen keinen Moment lang ausfallen. Würden sie es tun, wäre der Mensch nach wenigen Minuten tot. Eben jene Zuverlässigkeit, die das Atmungssystem des Menschen im Laufe seiner Evolution entwickelt hat, ist es, das Hans Fahlenkamp fasziniert und inspiriert.

Mit seinen Membrankontaktoren, ist sich Fahlenkamp sicher, eines der störungsärmsten Systeme entwickelt zu haben. Denn sie machen eine tatsächliche "Wäsche" der Rauchgase überflüssig. Während der Rauch durch viele feine Kunststoffröhren strömt, die von einem flüssigen Waschmittel umspült werden, geht das Kohlendioxid durch mikrofeine Poren ins Waschmittel über. Genauso funktionieren die organischen Membranen in den Lungenbläschen, wo sie die Atemluft vom Blut trennen und trotzdem einen effizienten Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen den beiden Phasen ermöglichen.

Das Problem einer tatsächlichen Rauchgaswäsche, bei der Gas und flüssiges Waschmittel direkt miteinander in Kontakt kommen, ist eine mögliche Verschlammung der Gaswäscher. Reststäube, die sich auch mit leistungsstarken Elektrofiltern nicht ganz vermeiden lassen, würden neben dem CO2 im Waschmittel hängen bleiben und langfristig einen unerwünschten Schlamm bilden. "In einem modernen Großkraftwerk gehen bei 1.000 Megawatt Nennleistung drei Millionen Kubikmeter Rauchgas pro Stunde durch den Kamin", erläutert Fahlenkamp, "wenn sich darin noch 20 Kilo Staub befinden, ist das zwar sehr wenig und nur ein Drittel des gesetzlichen Grenzwerts. Aber nach 1.000 Betriebsstunden sind schon 20 Tonnen zusammengekommen." Unter Umständen wäre dies schon nach wenigen Wochen der Fall.

Vor allem die Braunkohlekraftwerke im Rheinland, die gut die Hälfte des Strombedarfs in Nordrhein-Westfalen produzieren, könnten keineswegs so einfach abgeschaltet werden, wenn eine Störung auftritt. Sie decken die so genannte Grundlast des Stromnetzes, laufen also nahezu ständig und müssen dies auch tun, weil die geförderte Braunkohle aus den umliegenden Tagebauen direkt und "just in time" zu den Kraftwerken transportiert wird. Müssten diese Kraftwerke einmal außerhalb der geplanten Wartungsperioden vom Netz genommen werden, wäre nicht nur das Wieder-Anfahren ein langwieriger Prozess, auch die gesamte Logistik der Braunkohle-Förderung müsste entsprechend lange ruhen. Der wirtschaftliche Schaden wäre ungleich höher als beispielsweise bei einem Steinkohlekraftwerk, das üblicherweise die Mittellast im Stromnetz deckt, also darauf ausgelegt ist, je nach Bedarf herauf und wieder herunter gefahren zu werden. Weltklimarat und EU-Kommission sähen es am liebsten, wenn Braunkohlekraftwerke bald ganz der Vergangenheit angehörten. Sechs der zehn klimaschädlichsten Kraftwerke Europas stehen einer aktuellen Studie des World-Wildlife-Found zufolge in Deutschland, vier davon im Rheinland.

Rund 200.000 Megawatt Kraftwerksleistung müssen nun in den kommenden 20 Jahren europaweit ersetzt werden, weitere 100.000 Megawatt zusätzlich geschaffen werden, weil der Stromverbrauch trotz aller Anstrengungen zum Energiesparen rasant wachsen wird. Insgesamt geht es um gut 300 große Kraftwerke. In Deutschland käme noch einmal 21.000 Megawatt zu ersetzende Grundlastkapazität hinzu, wenn tatsächlich alle Kernkraftwerke vom Netz gingen. Die Branche boomt also. Aber während sich die Ingenieure schon seit vielen Jahren darauf vorbereitet haben, die Wirkungsgrade der neuen Kraftwerksgeneration deutlich zu steigern, wurden die Entwickler von der politischen Forderung nach kurzfristigen Lösungen zur CO2-Abscheidung kalt erwischt. Denn allein durch effizientere Ausnutzung des Brennstoffs lassen sich die politisch beschlossenen Klimaziele - die Bundesregierung strebt bis 2020 eine Minderung um 40 Prozent gegenüber dem Stand von 1990 an - nicht erreichen.

Kontakt:
Prof. Dr. Hans Fahlenkamp
Ruf: (0231) 755-2322

Ole Lünnemann | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-dortmund.de/

Weitere Berichte zu: Kohlendioxid Kraftwerk Megawatt Waschmittel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Evolutionsvorteil der Strandschnecke
28.03.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Mobile Goldfinger
28.03.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hannover Messe: Elektrische Maschinen in neuen Dimensionen

28.03.2017 | HANNOVER MESSE

Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome

28.03.2017 | Medizin Gesundheit

Antibiotikaresistenz zeigt sich durch Leuchten

28.03.2017 | Biowissenschaften Chemie