Mit MEM-BRAIN zu emissionsfreien Kraftwerken

Umweltschonende, emissionsfreie Kraftwerke hat das Forschungsprojekt MEM-BRAIN als Ziel. In den nächsten drei Jahren sollen keramische Membranen entwickelt werden, die etwa Kohlendioxid effizient aus dem Abgas filtern könnten. Der Senat der Helmholtz-Gemeinschaft hat heute die Förderung mit bis zu 15 Millionen Euro beschlossen.

In der Allianz „MEM-BRAIN –
Gasseparationsmembranen für emissionsfreie fossile Kraftwerke“ bündeln sich die Kompetenzen der Ingenieure und Physiker aus Helmholtz-Zentren, Universitäten, Forschungseinrichtungen des In- und Auslandes sowie der Industrie. Es sollen keramische Membrane entwickelt werden, die in Kohlekraftwerken die Emissionen von Schadstoffen und Kohlendioxid senken. „Da wir in den nächsten Jahrzehnten noch nicht auf fossile Kraftwerke verzichten können, müssen wir nun Technologien für emissionsfreie Kraftwerke mit Hochdruck entwickeln“, sagt Prof. Jürgen Mlynek, Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft.

„Membranen aus porösen Keramiken haben das Potenzial, einfach und effektiv Gase voneinander zu trennen“, erklärt Prof. Detlev Stöver, Forschungsdirektor für den Bereich Energie am Forschungszentrum Jülich und Sprecher von MEM-BRAIN. Dadurch könnten die bisherigen, aufwändigen Gasscheideanlagen ersetzt werden, die den Wirkungsgrad von Gas- und Kohlekraftwerken deutlich herunterdrücken. „Mit Gastrennung durch poröse Keramiken würden die Kraftwerke kaum an Effizienz einbüßen“, so Stöver. Das Forschungszentrum Jülich wird in das Projekt seine langjährige Erfahrung mit keramischen Werkstoffen einbringen, die auch als Wärmedämmschichten, Haftvermittler und in Brennstoffzellen Verwendung finden.

Ein Typ von keramischen Membranen im MEM-BRAIN-Projekt soll im Vorfeld die Luft in Stickstoff und Sauerstoff auftrennen, so dass der Verbrennungsprozess mit reinem Sauerstoff stattfindet. Dadurch wird in den Abgasen ein hoher, einfach abzutrennender Kohlendioxid-Anteil erreicht. Zusätzlicher Vorteil ist die Vermeidung von Stickoxiden. Andere Membran-Typen könnten dazu dienen, erst nach der Verbrennung das Kohlendioxid aus dem Abgas abzutrennen, so dass es entsorgt werden kann.

Diese Allianz wird für den Zeitraum von drei Jahren mit bis zu 15 Millionen Euro gefördert und soll anschließend als Forschungsprogramm in die Programmorientierte Förderung der Helmholtz-Gemeinschaft aufgenommen werden. Zu den Kooperationspartnern gehören neben dem Forschungszentrum Jülich das GKSS-Forschungszentrum, DESY, das Hahn-Meitner-Institut, das Ernst Ruska-Centrum, das HITK in Hermsdorf, das belgische VITO-Institut, die RWTH Aachen, die Ruhr-Universität Bochum, die Universität Karlsruhe, die Universität Twente und die Universität Valencia.

In einer weiteren Allianz fördert der Senat der Helmholtz-Gemeinschaft das Projekt „Physik an der Tera-Skala“, in dem sich die deutsche Gemeinde der Teilchenphysiker organisiert, um die Natur der Materie und der wirkenden Kräfte kurz nach dem Urknall zu untersuchen.

Die Helmholtz-Allianzen sind eine neue Form der langfristigen Kooperation zwischen Helmholtz-Zentren, Universitäten, Forschungseinrichtungen und der Wirtschaft. Ihr Ziel ist es, zukunftsfähige Themen aufzugreifen und zu international sichtbaren Leuchttürmen zu machen. Dabei sollen sie auch eigene Instrumente für die Nachwuchsförderung entwickeln. 50 % der Fördersumme kommt aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds des Präsidenten, die andere Hälfte müssen die beteiligten Zentren aus eigenen Mitteln bestreiten.