Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Abgas von Kohlendioxid befreien: Neues Membranverfahren der Geesthachter Polymerforscher

03.05.2016

Die membranbasierte Abtrennung des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) aus Kraftwerken und Industrieanlagen wird seit Januar 2016 in einem durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) geförderten Projekt erforscht. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG), des Forschungszentrums Jülich (FZJ) und der DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut (EBI) in Karlsruhe entwickeln dafür die Membranmaterialien und Verfahrenstechnologien. Untersucht werden Membranwerkstoffe aus Polymeren und aus Keramik.

Wesentliches Ziel der Energiewende ist es, dass Deutschland ab 2050 seine Stromversorgung zu 80 Prozent aus erneuerbarer Energie bestreitet. Um die verbleibende Lücke zu schließen und auch um die fluktuierende Erzeugung aus der erneuerbaren Erzeugung im Bedarfsfall ausgleichen zu können, werden weiterhin konventionelle Kraftwerke auf der Basis fossiler Brennstoffe zur Stromerzeugung in Deutschland beitragen.


Werden im Helmholtz-Zentrum entwickelt und getestet: Membranmodule zur Abtrennung von Kohlendioxid.

Christian Schmid/HZG

Kohle und Gas zu verbrennen und dabei die Freisetzung des Treibhausgases CO2 in die Atmosphäre zu minimieren, das ist die Vision, die hinter dem neuen Projekt MemKoR („Membranverfahren für die Abtrennung von Kohlendioxid aus Kraftwerksrauchgasen“) steckt.

Das Ziel, die vom Menschen verursachte Klimaerwärmung auf weniger als zwei Grad Celsius zu reduzieren, sei ohne CO2-Abscheidung nicht zu erreichen. Darauf weisen in ihren Berichten das Bundesumweltamt, die Internationale Energieagentur (IEA) und der Weltklimarat (IPCC) hin.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) unterstützt die Forschung zur Abscheidung von Kohlendioxid an Kraftwerken oder Industrieanlagen mit mehr als drei Millionen Euro. Diese Mittel stehen dem Projektkonsortium unter Führung der Geesthachter Membranforscher für die kommenden drei Jahre zur Verfügung.

Helmholtz-Zentrum Geesthacht ist Projektleiter

Koordinierender Wissenschaftler ist Dr. Torsten Brinkmann, Abteilungsleiter im Institut für Polymerforschung am HZG. Über die Projektziele sagt er: „Die membranbasierte Abtrennung von CO2 aus Kraftwerksrauchgasen ist ideal, um auf die sich verändernden Rauchgasströme im nun häufigen Teillastbetrieb schnell und flexibel zu reagieren. Durch den modularen Aufbau unserer Membranverfahren ist es möglich, nur Teilmengen aus dem Rauchgas abzutrennen. Das erlaubt eine einfache Anpassung an den Maßstab der stofflichen CO2-Verwertung und somit eine exakt auf den Bedarf angepasste Anlage.“

Während Rauchgase bereits weitgehend von Stickoxiden und Schwefeldioxid befreit werden, liegen bei der Abtrennung von Kohlendioxid noch große Forschungsaufgaben vor den Wissenschaftlern. Das gilt insbesondere hinsichtlich der Effizienzsteigerung, Kostenoptimierung und Umweltverträglichkeit der verschiedenen Verfahren. Die membranbasierte Abtrennung hat dabei als relativ neues Verfahren Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren, wie zum Beispiel den chemischen Wäschen.

Trennverhalten im Experiment am Kraftwerk

„Wir wollen die Langzeitstabilität unserer Membranmaterialien, der Membranmodule und Verfahrenstechnologie im Pilotmaßstab nachweisen“, erklärt Dr. Torsten Brinkmann. „Dazu werden wir unsere CO2-Abtrennanlage mit bis zu 15 Quadratmetern Membranfläche bestücken. Hierfür kommen polymere Membranmaterialien aus Geesthacht und solche aus Keramik aus Jülich zum Einsatz. Im Rheinhafen-Dampfkraftwerk der EnBW Energie Baden-Württemberg AG in Karlsruhe und im Kraftwerk Niederaußem der RWE Generation SE haben wir dann die Möglichkeit, den Einfluss von Temperaturen, Drücken, der Gaszusammensetzung und Stäuben auf das Trennverhalten unserer Membranen unter realen Bedingungen zu testen.“ Unterstützung bei der Modellierung des Verfahrens und in Bezug auf Fragen der Wirtschaftlichkeit erhält die Projektgruppe durch die Linde AG.

Den Wissenschaftlern geht es darum, das Potenzial der Membrantechnik hinsichtlich der CO2-Abscheidung, der Prozesseffizienz und möglicher CO2-Nutzungspfade objektiv zu bewerten. Dabei sollen vor allem die veränderten Betriebsbedingungen von Kraftwerken in Zeiten der Energiewende berücksichtigt werden. Letztlich soll ein komplett neues Technologiepaket für die membranbasierte Abtrennung von CO2 aus Kraftwerksrauchgasen geschaffen werden.

Weitere Informationen:

http://www.hzg.de/institutes_platforms/polymer_research/index.php.de - Das Institut für Polymerforschung am Helmholtz-Zentrum Geesthacht
http://www.hzg.de/science/materialien_verfahren/index.php.de#tab-53 - Mehr über Membranen zur Stofftrennung

Dr. Torsten Fischer | Helmholtz-Zentrum Geesthacht - Zentrum für Material- und Küstenforschung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Ein Wimpernschlag vom Isolator zum Metall
17.04.2018 | Forschungsverbund Berlin e.V.

nachricht Neues Material macht Kältemaschinen energieeffizienter
10.04.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics