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 Beschichtung lässt Muscheln abrutschen
18.08.2017 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht PKW-Verglasung aus Plastik?
15.08.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie