Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Start der Helmholtz-Energie-Allianz zum 1.7.2012

29.06.2012
Alleskönner von morgen: Synthetische flüssige Kohlenwasserstoffe als ideale Speicher und Treibstoffe

Die Nutzung erneuerbarer Energien ist mit zwei grundsätzlichen Herausforderungen verbunden: Die erzeugte Strommenge entspricht oft nicht dem gerade vorhandenen Bedarf. Zugleich liegen zwischen Produktionsort und Verbraucher oft tausende Kilometer.

Offshore-Windanlagen produzieren Strom beispielsweise in der Nordsee, während die meisten Verbraucher in den mitteleuropäischen Ballungszentren sitzen. Es gilt also, die Frage der Energiespeicherung und des Transports zu lösen.

Das Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik der Universität Stuttgart arbeitet gemeinsam mit Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart und der Universität Bayreuth an einem zukunftsweisenden Ansatz, beide Probleme gleichzeitig zu lösen: Sie optimieren die Erzeugung und Verbrennung von synthetischen flüssigen Kohlenwasserstoffen (KWS) und untersuchen ihr Potential als Energiespeicher zur Realisierung der Energiewende.

Das Projekt zur Erforschung synthetischer flüssiger Kohlenwasserstoffe als Energiespeicher, das am 1. Juli 2012 startet, ist eine von vier Energie-Allianzen der Helmholtz-Gemeinschaft. Diese zielen darauf ab, innovative Lösungen für eine nachhaltige Energieversorgung zu erforschen. Als größte Wissenschaftsorganisation in Deutschland fördert die Helmholtz-Gemeinschaft die vier Vorhaben jährlich mit insgesamt 3,6 Millionen.

KWS sind bei Umgebungstemperatur flüssig und benötigen keine speziellen Lager- oder Transportbehälter. Im Vergleich zu gasförmigem Wasserstoff sind sie wesentlich einfacher und sicherer zu handhaben. Zudem lassen sie sich langfristig in großen Mengen und im Gegensatz zu Batterien ohne Verluste speichern. „Es gibt viele unterschiedliche Möglichkeiten, Energie zu speichern. Flüssige Kohlenwasserstoffe vereinen viele Vorteile und sind, was die Energiedichte und die mögliche Speicherdauer betrifft, ganz oben auf der Skala“, erklärt Prof. Manfred Aigner, Leiter des DLR-Instituts für Verbrennungstechnik und wissenschaftlicher Koordinator des Projekts.

Von großem Interesse sind synthetische KWS in Zukunft auch für den Verkehrssektor: Als eine Art optimiertes Benzin – vergleichbar in Farbe und Konsistenz – verbrennen sie sehr schadstoffarm. Dabei können ähnliche Brennkammern und Turbinen zum Einsatz kommen wie bei herkömmlichen Benzin. „Unser Ziel ist es, den Verbrennungsprozess weiter zu verbessern und den ohnehin geringen Schadstoffausstoß weiter zu minimieren“, schildert Manfred Aigner. „Langfristig halten wir es für möglich, flüssige Kohlenwasserstoffe sogar schadstofffrei zu verbrennen“.

Um flüssige Kohlenwasserstoffe herzustellen, ist ein mehrstufiger Prozess notwendig: Im ersten Schritt wird aus überschüssigem Sonnen- oder Windstrom mittels Elektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff erzeugt. Das Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik der Universität Stuttgart untersucht als Projektpartner, wie aus dem gewonnenen Sauerstoff möglichst effizient ein hochreines Synthesegas gewonnen werden kann. „Die Integration von Vergasungsverfahren ermöglicht die Bereitstellung der Kohlenstoffkomponente für die Synthese bei gleichzeitiger Nutzung des Sauerstoffs aus der Elektrolyse“, erläutert Prof. Günter Scheffknecht, Leiter des Instituts für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik der Universität Stuttgart.

Am Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik der Universität Bayreuth analysieren Wissenschaftler im letzten Schritt, wie sich die flüssigen Kohlenwasserstoffe am besten aus dem Elektrolyse-Wasserstoff und dem Synthesegas synthetisieren lassen.

Eine zentrale Herausforderung des Projekts ist es, diesen Herstellungsprozess in seiner Gesamtheit zu erfassen und zu optimieren. Diese Aufgabe liegt beim DLR-Institut für Technische Thermodynamik. „Die Ergebnisse aus der technischen Prozessanalyse dienen uns als Grundlage für eine umfassende Systembewertung. Wir untersuchen also, welches Potenzial synthetische flüssige Kohlenwasserstoffe als chemische Energiespeicher haben und wo wir sie zur Realisierung der Energiewende am besten nutzen können“, erklärt die DLR-Wissenschaftlerin und Leiterin der Abteilung Thermische Prozesstechnik Dr.-Ing. Antje Wörner. Neben dem Einsatz in hocheffizienten Großkraftwerken oder direkt beim Primärenergieerzeuger vor Ort sei auch die Verwendung in dezentralen Anlagen wie beispielsweise in Blockheizkraftwerken für Wohnanlagen denkbar.

Weitere Informationen:
Prof. Dr. techn. Günter Scheffknecht, Institut für Feuierungs- und Kraftwerkstechnik (IFK) der Universität Stuttgart, Tel.: 0711/685-68913, E-Mail: Guenter.Scheffknecht@ifk.uni-stuttgart.de

Dr. Hans-Herwig Geyer, Hochschulkommunikation der Universität Stuttgart, Tel.: 0711/685-82555, E-Mail: hans-herwig.geyer@hkom.uni-stuttgart.de

Andrea Mayer-Grenu | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Dynamische Katalysatoren für saubere Stadtluft
16.10.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Klimawandelbedingtes Aussterben von Arten kann kaum verhindert werden
10.10.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Im Focus: Smart sensors for efficient processes

Material defects in end products can quickly result in failures in many areas of industry, and have a massive impact on the safe use of their products. This is why, in the field of quality assurance, intelligent, nondestructive sensor systems play a key role. They allow testing components and parts in a rapid and cost-efficient manner without destroying the actual product or changing its surface. Experts from the Fraunhofer IZFP in Saarbrücken will be presenting two exhibits at the Blechexpo in Stuttgart from 7–10 November 2017 that allow fast, reliable, and automated characterization of materials and detection of defects (Hall 5, Booth 5306).

When quality testing uses time-consuming destructive test methods, it can result in enormous costs due to damaging or destroying the products. And given that...

Im Focus: Cold molecules on collision course

Using a new cooling technique MPQ scientists succeed at observing collisions in a dense beam of cold and slow dipolar molecules.

How do chemical reactions proceed at extremely low temperatures? The answer requires the investigation of molecular samples that are cold, dense, and slow at...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mikroben hinterlassen "Fingerabdrücke" auf Mars-Gestein

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vorhersagen bestätigt: Schwere Elemente bei Neutronensternverschmelzungen nachgewiesen

17.10.2017 | Physik Astronomie

Kaiserschnitt-Risiko ist vererbbar

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie