Brennen von Kalk (Schachtöfen); unter dem Prozess des Kalkbrennens versteht man die Zersetzungsreaktion des Kalksteins durch die Zufuhr thermischer Energie: CaCO3 -> CaO + CO2. In der Technik wird die Dissoziation bei 900-1100°C durchgeführt. Das Brennen des Kalks kann in verschiedenen Öfen erfolgen. Dabei gibt es vier Haupttypen, deren Anteile nach einer Umfrage des Bundesverbandes der deutschen Kalkindustrie folgendermaßen anzunehmen sind: Tab.: Ungefährer Anteil einzelner Ofentypen zur Branntkalkherstellung (nach #2). Ofentyp Mengenanteil in % Schachtofen 30 Ringschachtofen 30 Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativofen (GGR-Ofen) 25 Drehrohrofen 15 Prozess-Situierung Die in dieser Bilanz genutzten Daten beziehen sich auf den Brennprozess in einem Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Ofen (GGR-Ofen) einer Modifikation des Schachtofens (nach #1). Er wird als moderner Vertreter für alle Schachtofentypen (85 % Mengenanteil) bilanziert. Die Schachtofentypen unterscheiden sich im Energiebedarf zur Herstellung einer Tonne Branntkalks. Dabei liegt der Energiebedarf für die verschiedenen Schachtofentypen ca. zwischen 3500 und 4100 MJ/t Branntkalk (Ullmann 1990). Die hauptsächlich in der vorliegenden Untersuchung verwendeten Daten (#1 + #3) beziehen sich auf Deutschland um 1992. Massenbilanz: Pro Tonne stückigen Branntkalks müssen nach #1 rund 1755 kg Ofenstein in den Brennprozess eingebracht werden. Weitere Hilfs- oder Betriebsstoffe werden nicht bilanziert. Der hohe Massenverlust kommt dadurch zustande, daß gemäß der oberen Reaktionsgleichung ein Teil des Kalksteins als CO2 den Prozeß über den Gaspfad verläßt (s.o.). Energiebedarf: Für das Brennen einer Tonne Kalks im bilanzierten GGR-Ofen werden nach #1 rund 3645 MJ/t benötigt. Als Brennstoff wird Erdgas verwendet. Neben dem Brennstoffbedarf besteht nach #1 für den Betrieb des Ofens noch ein Strombedarf von ca. 80 MJ/t Branntkalk. Prozessbedingte Luftemissionen: Als prozessbedingte Luftemissionen sind im Prozess des Kalkbrennens die CO2-Emissionen zu bilanzieren, die bei der sog. Entsäuerung des Kalks auftreten. Die Ofensteinmasse enthält 767 kg gebundenes Kohlendioxid von denen während des Brennprozesses 755 kg/t Branntkalk freigesetzt werden (#1). Die Differenz verbleibt gebunden im Branntkalk. Der Wert aus #1 stimmt exakt mit dem Wert überein, den #3 als materialbedingte Prozessemissionen angibt. #3 gibt weiterhin einen Wert für Staub an, den es mit 0,17 kg/t Branntkalk quantifiziert. Auch dieser Wert wird in GEMIS bernommen. Die brennstoffbedingten Prozessemissionen lassen sich nicht einfach über eine Verbrennungsrechnung zur Bereitstellung einer bestimmten Prozesswärme berechnen. Vielmehr sind die spezifischen Bedingungen der Verbrennung bei der Branntkalkherstellung zu berücksichtigen. #3 gibt für verschiedene Brennstoffe Emissionskennziffern an. Diese sind für Erdgas in der folgenden Tabelle wiedergegeben: Tab.: Brennstoffbedingte Prozessemissionen bei der Branntkalkherstellung in erdgasbefeuerten Schachtöfen (nach #3). Schadstoff Emissionen in kg/TJ Emissionen in kg/t Branntkalk CO2 56000 204,12 CO 6000 21,87 CH4 2,5 0,009 NMVOC 2,5 0,009 NOx 62 0,226 N2O 1,5 0,005 SO2 0,1 0,001 Staub 0 0 Die SO2-Emissionen sind auch deshalb so gering, da ein Teil des Schwefeldioxids aus dem Brennstoff in den kälteren Zonen des Kalzinierungsraumes im Branntkalk gebunden wird. Gerade in den Schachtöfen wird dadurch der größte Teil des Schwefels zurückgehalten. Einige Anwendungen, wie die Stahlherstellung erfordern jedoch einen geringen Schwefelgehalts des Kalks. Diese können in Drehrohröfen erreicht werden, da hier die Kalzinierungszone anders beschaffen ist (Ullmann 1990). Die gesamten Emissionsfaktoren ergeben sich durch Addition der materialbedingten und brenstoffbedingten Emissionsfaktoren. Wasserinanspruchnahme: Direkt im Prozess des Kalkbrennens wird kein Wasser in Anspruch genommen. Abwasserinhaltsstoffe: In Prozess wird kein belastetes Abwasser bilanziert. Reststoffe: Es fallen keine Reststoffe an, die nicht wieder innerhalb der Systemgrenzen verwertet werden können. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2050 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 57% Produkt: Baustoffe
Brennen von Kalk (Schachtöfen); unter dem Prozess des Kalkbrennens versteht man die Zersetzungsreaktion des Kalksteins durch die Zufuhr thermischer Energie: CaCO3 -> CaO + CO2. In der Technik wird die Dissoziation bei 900-1100°C durchgeführt. Das Brennen des Kalks kann in verschiedenen Öfen erfolgen. Dabei gibt es vier Haupttypen, deren Anteile nach einer Umfrage des Bundesverbandes der deutschen Kalkindustrie folgendermaßen anzunehmen sind: Tab.: Ungefährer Anteil einzelner Ofentypen zur Branntkalkherstellung (nach #2). Ofentyp Mengenanteil in % Schachtofen 30 Ringschachtofen 30 Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativofen (GGR-Ofen) 25 Drehrohrofen 15 Prozess-Situierung Die in dieser Bilanz genutzten Daten beziehen sich auf den Brennprozess in einem Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Ofen (GGR-Ofen) einer Modifikation des Schachtofens (nach #1). Er wird als moderner Vertreter für alle Schachtofentypen (85 % Mengenanteil) bilanziert. Die Schachtofentypen unterscheiden sich im Energiebedarf zur Herstellung einer Tonne Branntkalks. Dabei liegt der Energiebedarf für die verschiedenen Schachtofentypen ca. zwischen 3500 und 4100 MJ/t Branntkalk (Ullmann 1990). Die hauptsächlich in der vorliegenden Untersuchung verwendeten Daten (#1 + #3) beziehen sich auf Deutschland um 1992. Massenbilanz: Pro Tonne stückigen Branntkalks müssen nach #1 rund 1755 kg Ofenstein in den Brennprozess eingebracht werden. Weitere Hilfs- oder Betriebsstoffe werden nicht bilanziert. Der hohe Massenverlust kommt dadurch zustande, daß gemäß der oberen Reaktionsgleichung ein Teil des Kalksteins als CO2 den Prozeß über den Gaspfad verläßt (s.o.). Energiebedarf: Für das Brennen einer Tonne Kalks im bilanzierten GGR-Ofen werden nach #1 rund 3645 MJ/t benötigt. Als Brennstoff wird Erdgas verwendet. Neben dem Brennstoffbedarf besteht nach #1 für den Betrieb des Ofens noch ein Strombedarf von ca. 80 MJ/t Branntkalk. Prozessbedingte Luftemissionen: Als prozessbedingte Luftemissionen sind im Prozess des Kalkbrennens die CO2-Emissionen zu bilanzieren, die bei der sog. Entsäuerung des Kalks auftreten. Die Ofensteinmasse enthält 767 kg gebundenes Kohlendioxid von denen während des Brennprozesses 755 kg/t Branntkalk freigesetzt werden (#1). Die Differenz verbleibt gebunden im Branntkalk. Der Wert aus #1 stimmt exakt mit dem Wert überein, den #3 als materialbedingte Prozessemissionen angibt. #3 gibt weiterhin einen Wert für Staub an, den es mit 0,17 kg/t Branntkalk quantifiziert. Auch dieser Wert wird in GEMIS bernommen. Die brennstoffbedingten Prozessemissionen lassen sich nicht einfach über eine Verbrennungsrechnung zur Bereitstellung einer bestimmten Prozesswärme berechnen. Vielmehr sind die spezifischen Bedingungen der Verbrennung bei der Branntkalkherstellung zu berücksichtigen. #3 gibt für verschiedene Brennstoffe Emissionskennziffern an. Diese sind für Erdgas in der folgenden Tabelle wiedergegeben: Tab.: Brennstoffbedingte Prozessemissionen bei der Branntkalkherstellung in erdgasbefeuerten Schachtöfen (nach #3). Schadstoff Emissionen in kg/TJ Emissionen in kg/t Branntkalk CO2 56000 204,12 CO 6000 21,87 CH4 2,5 0,009 NMVOC 2,5 0,009 NOx 62 0,226 N2O 1,5 0,005 SO2 0,1 0,001 Staub 0 0 Die SO2-Emissionen sind auch deshalb so gering, da ein Teil des Schwefeldioxids aus dem Brennstoff in den kälteren Zonen des Kalzinierungsraumes im Branntkalk gebunden wird. Gerade in den Schachtöfen wird dadurch der größte Teil des Schwefels zurückgehalten. Einige Anwendungen, wie die Stahlherstellung erfordern jedoch einen geringen Schwefelgehalts des Kalks. Diese können in Drehrohröfen erreicht werden, da hier die Kalzinierungszone anders beschaffen ist (Ullmann 1990). Die gesamten Emissionsfaktoren ergeben sich durch Addition der materialbedingten und brenstoffbedingten Emissionsfaktoren. Wasserinanspruchnahme: Direkt im Prozess des Kalkbrennens wird kein Wasser in Anspruch genommen. Abwasserinhaltsstoffe: In Prozess wird kein belastetes Abwasser bilanziert. Reststoffe: Es fallen keine Reststoffe an, die nicht wieder innerhalb der Systemgrenzen verwertet werden können. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2015 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 57% Produkt: Baustoffe
Brennen von Kalk (Schachtöfen); unter dem Prozess des Kalkbrennens versteht man die Zersetzungsreaktion des Kalksteins durch die Zufuhr thermischer Energie: CaCO3 -> CaO + CO2. In der Technik wird die Dissoziation bei 900-1100°C durchgeführt. Das Brennen des Kalks kann in verschiedenen Öfen erfolgen. Dabei gibt es vier Haupttypen, deren Anteile nach einer Umfrage des Bundesverbandes der deutschen Kalkindustrie folgendermaßen anzunehmen sind: Tab.: Ungefährer Anteil einzelner Ofentypen zur Branntkalkherstellung (nach #2). Ofentyp Mengenanteil in % Schachtofen 30 Ringschachtofen 30 Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativofen (GGR-Ofen) 25 Drehrohrofen 15 Prozess-Situierung Die in dieser Bilanz genutzten Daten beziehen sich auf den Brennprozess in einem Gleichstrom-Gegenstrom-Regenerativ-Ofen (GGR-Ofen) einer Modifikation des Schachtofens (nach #1). Er wird als moderner Vertreter für alle Schachtofentypen (85 % Mengenanteil) bilanziert. Die Schachtofentypen unterscheiden sich im Energiebedarf zur Herstellung einer Tonne Branntkalks. Dabei liegt der Energiebedarf für die verschiedenen Schachtofentypen ca. zwischen 3500 und 4100 MJ/t Branntkalk (Ullmann 1990). Die hauptsächlich in der vorliegenden Untersuchung verwendeten Daten (#1 + #3) beziehen sich auf Deutschland um 1992. Massenbilanz: Pro Tonne stückigen Branntkalks müssen nach #1 rund 1755 kg Ofenstein in den Brennprozess eingebracht werden. Weitere Hilfs- oder Betriebsstoffe werden nicht bilanziert. Der hohe Massenverlust kommt dadurch zustande, daß gemäß der oberen Reaktionsgleichung ein Teil des Kalksteins als CO2 den Prozeß über den Gaspfad verläßt (s.o.). Energiebedarf: Für das Brennen einer Tonne Kalks im bilanzierten GGR-Ofen werden nach #1 rund 3645 MJ/t benötigt. Als Brennstoff wird Erdgas verwendet. Neben dem Brennstoffbedarf besteht nach #1 für den Betrieb des Ofens noch ein Strombedarf von ca. 80 MJ/t Branntkalk. Prozessbedingte Luftemissionen: Als prozessbedingte Luftemissionen sind im Prozess des Kalkbrennens die CO2-Emissionen zu bilanzieren, die bei der sog. Entsäuerung des Kalks auftreten. Die Ofensteinmasse enthält 767 kg gebundenes Kohlendioxid von denen während des Brennprozesses 755 kg/t Branntkalk freigesetzt werden (#1). Die Differenz verbleibt gebunden im Branntkalk. Der Wert aus #1 stimmt exakt mit dem Wert überein, den #3 als materialbedingte Prozessemissionen angibt. #3 gibt weiterhin einen Wert für Staub an, den es mit 0,17 kg/t Branntkalk quantifiziert. Auch dieser Wert wird in GEMIS bernommen. Die brennstoffbedingten Prozessemissionen lassen sich nicht einfach über eine Verbrennungsrechnung zur Bereitstellung einer bestimmten Prozesswärme berechnen. Vielmehr sind die spezifischen Bedingungen der Verbrennung bei der Branntkalkherstellung zu berücksichtigen. #3 gibt für verschiedene Brennstoffe Emissionskennziffern an. Diese sind für Erdgas in der folgenden Tabelle wiedergegeben: Tab.: Brennstoffbedingte Prozessemissionen bei der Branntkalkherstellung in erdgasbefeuerten Schachtöfen (nach #3). Schadstoff Emissionen in kg/TJ Emissionen in kg/t Branntkalk CO2 56000 204,12 CO 6000 21,87 CH4 2,5 0,009 NMVOC 2,5 0,009 NOx 62 0,226 N2O 1,5 0,005 SO2 0,1 0,001 Staub 0 0 Die SO2-Emissionen sind auch deshalb so gering, da ein Teil des Schwefeldioxids aus dem Brennstoff in den kälteren Zonen des Kalzinierungsraumes im Branntkalk gebunden wird. Gerade in den Schachtöfen wird dadurch der größte Teil des Schwefels zurückgehalten. Einige Anwendungen, wie die Stahlherstellung erfordern jedoch einen geringen Schwefelgehalts des Kalks. Diese können in Drehrohröfen erreicht werden, da hier die Kalzinierungszone anders beschaffen ist (Ullmann 1990). Die gesamten Emissionsfaktoren ergeben sich durch Addition der materialbedingten und brenstoffbedingten Emissionsfaktoren. Wasserinanspruchnahme: Direkt im Prozess des Kalkbrennens wird kein Wasser in Anspruch genommen. Abwasserinhaltsstoffe: In Prozess wird kein belastetes Abwasser bilanziert. Reststoffe: Es fallen keine Reststoffe an, die nicht wieder innerhalb der Systemgrenzen verwertet werden können. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2030 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 57% Produkt: Baustoffe
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung von einseitigen Bor und Phosphor-dotierten poly-Si Schichten zur Anwendung in laserdotierten bifazialen n-typ Solarzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gebr. Schmid GmbH durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es, durch die industriell verfügbare APCVD (atmospheric pressure chemical vapor deposition) Technologie und die verbesserte Metallisierung, poly-MoSoN Solarzellen mit über 720mV Spannung bei sehr geringen Kosten zu erzielen. Diese sollen sogar um 1ct/Wp geringer sein, als die zum aktuellen Zeitpunkt auf dem Markt vorhandenen PERC Technologien. Der Wirkungsgrad der poly-MoSoN Solarzelle wird aufgrund der höheren Spannung über 23,5% betragen. In diesem Teilprojekt liegt der Fokus von Schmid darauf, geeignete Prozessparameter für die Abscheidung von Phosphor- und Bor-dotierten poly-Si Schichten zu finden. Der p+-poly-Si Emitter soll entwickelt und auf die Zellarchitektur angepasst werden. Dazu werden zwei Methoden untersucht, in-situ und ex-situ Abscheidung und davon die vielversprechendste ausgewählt. Insbesondere werden die für diese Anwendung geeignetsten Kombinationen aus Dotierstoffkonzentration und Schichtdicke der Phosphorsilikatglas (PSG) Schicht, sowie die Schichtdicke der notwendigen Capping-Schicht (undotiertes SiO2 aufgebracht mittels APCVD), untersucht. Die PSG-Schicht muss dahingehend entwickelt werden, dass sie einerseits eine möglichst hohe Dotierkonzentration, sowie eine hohe Laserabsorption aufweist und andererseits ein mögliches Dissoziieren der PSG Schicht an Luftfeuchtigkeit zu Phosphorsäure verhindert wird. Um eine Schädigung des Siliziumkristalls während der Laserbestrahlung zu minimieren, müssen die Laserparameter und die verwendeten Schichten kontinuierlich aufeinander angepasst werden. Es ist davon auszugehen, dass auch bei einer einseitigen Abscheidung auf der APCVD ein gewisser Grad an Umgriff stattfindet. Ein weiterer Fokus bei Schmid liegt daher auf zusätzlichen Prozesssequenzen, die es ermöglichen diesen unerwünschten 'Wrap-around' wieder zu entfernen. Dazu wurden im Vorfeld bereits verschiedene Ansätze identifiziert, die im Laufe des Projekts evaluiert werden sollen.
Das Projekt "Dissoziation von Kohlendioxid-Kohlenmonoxid-Stickstoff-Sauerstoff-Gemischen bei hohen Temperaturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Allgemeine Mechanik durchgeführt. Optisches Messverfahren von Spektrallinien; chemische Reaktionen der Kohlenoxide bei hohen Temperaturen; Bestimmung von Massenwirkungskonstanten; Bestimmung von Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten.
Das Projekt "Plasma-induzierte CO2-Konversion zur Speicherung regenerativer Energien - Teilvorhaben: Membranentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Das Ziel des Projektes ist die partielle Spaltung von Kohlendioxid mittels elektrischer Energie. Dazu wird in diesem Projekt ein Plasma- mit einem Membran basierten Trennprozess gekoppelt. Ausgabe des IGBs ist die Entwicklung einer Plasma kompatiblen keramischen Membran für die Abtrennung von Sauerstoff. Die Arbeiten des Projekts PiCK können thematisch in einen Plasma- und einen Membranteil unter gliedert werden. Da die Kopplung der beiden Technologien die wesentliche Innovation des Projektes ist, ist an dieser Schnittstelle eine enge Abstimmung geplant. Mit den Projektpartnern wird die Schnittstelle zwischen Plasma- und Membranprozess definiert. Daraus können Anforderungen an die räumliche Ankopplung der Membran abgeleitet werden. Darauf aufbauend kann ein erstes Anforderungsprofil an die Membran formuliert werden, dass die folgenden Parameter umfassen muss: - Sauerstoffpermeabilität und Platzbedarf - Temperatur-(wechsel-)beständigkeit - Mechanische Stabilität - Chemische Stabilität, insbesondere gegen CO2 und CO. Aus diesem Anforderungsprofil können wiederum Parameter für Materialentwicklung abgeleitet werden. Aus den neuen, beim Projektpartner IMW entwickelten Materialien werden am IGB Membranen gefertigt. Das können einerseits Kapillarmembranen sein, die über einen Phaseninversionsprozess hergestellt werden, oder auch Rohrmembranen, die über einen Beschichtungsprozess zugänglich sind. Die Membranen werden dann umfassend bzgl. der Sauerstoffpermeation, der Temperaturwechselbeständigkeit, der mechanischen Stabilität und der chemischen Stabilität untersucht. Die geeignetsten Membranen werden anschließend aufskaliert und an den Plasmaprozess angekoppelt. Dazu werden geeignete Gehäusematerialien ausgewählt und die Anbindung der Membranen an das Gehäuse wird entwickelt.
Das Projekt "Plasma-induzierte CO2-Konversion zur Speicherung regenerativer Energien - Teilvorhaben: Erforschung der CO2-Dissoziation in einem Mikrowellenplasmabrenner" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie durchgeführt. Das Ziel des Projekts ist die Erzeugung von Kohlenmonoxid (CO) mittels eines neuen technologischen Ansatzes unter Nutzung überschüssiger elektrischer Energie aus regenerativen Quellen (Solar- und Windenergie). Dazu wird in diesem Projekt ein kombinierter Plasma- und Keramikprozess erforscht. In einem Mikrowellenplasma wird Kohlendioxid (CO2) zu den Reaktionsprodukten CO und atomarem Sauerstoff (O) dissoziiert. Der Sauerstoff wird in einem anschließenden Keramikmembranprozess abgetrennt. Das CO kann in die bestehende Gasinfrastruktur eingespeist werden oder es dient als Ausgangsprodukt für die Synthese von Plattformchemikalien, wie Methan, Methanol oder Formaldehyd. Das IGVP ist Projektkoordinator und für den Arbeitspunkt AP1 (Plasmaforschung) verantwortlich. Mit Hilfe der Mikrowellen wird ein freistehendes und elektrodenloses Plasma erzeugt, welches sich durch einfache Leistungsregelung und Skalierbarkeit auszeichnet. Die Versuchsanlage wird als Rohrreaktor geplant und aufgebaut. Dies erfordert die Berechnung der Resonatorgeometrie für eine sichere Zündung des Plasmas sowie die numerische Simulation der Gasströmung für ein optimiertes Gasmanagement. Die Plasmaparameter werden über die optische Emissionsspektroskopie bestimmt und mit der Prozesseffizienz korreliert. Zur Bestimmung der Prozesseffizienz wird sowohl die Konversionsrate CO2 in CO als auch die spezifische Eingangsenergie pro Molekül mit Hilfe der Massenspektrometrie (MS) und der Fourier-Transformations-Absorptionsspektroskopie (FT-IR) ermittelt. Für eine optimierte Prozessführung werden die Nebenreaktionen mit Wasserdampf, Wasserstoff und Stickstoff untersucht. Damit wird das Hauptziel des Projekts, die Entwicklung eines Systems zur Speicherung elektrischer Energie aus regenerativen Quellen, erforscht. Dies trägt dazu bei, die derzeitige Abhängigkeit von fossilen Energiequellen zu reduzieren und damit die Erderwärmung zu stoppen und das Klima langfristig zu stabilisieren. Als Nebeneffekt wird CO2 als alternativer Rohstoff nutzbar gemacht.
Das Projekt "Plasma-induzierte CO2-Konversion zur Speicherung regenerativer Energien - Teilvorhaben: Erforschung eines keramischen Membranmaterials zur Sauerstoffabtrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Materialwissenschaft, Lehrstuhl für Chemische Materialsynthese durchgeführt. Das Ziel des Projekts ist die Erzeugung von Kohlenmonoxid (CO) mittels eines neuen technologischen Ansatzes unter Nutzung überschüssiger elektrischer Energie aus regenerativen Quellen (Solar- und Windenergie). Dazu wird in diesem Projekt ein kombinierter Plasma- und Keramikprozess erforscht. In einem Mikrowellenplasma wird Kohlendioxid (CO2) zu CO und atomarem Sauerstoff (O) zersetzt. Der Sauerstoff wird in einem anschließenden Keramikmembranprozess abgetrennt; das CO kann in die bestehende Gasinfrastruktur eingespeist werden oder dient als Ausgangsprodukt für die Synthese von Plattformchemikalien wie Methan, Methanol oder Formaldehyd. Mit Hilfe der Mikrowellen wird ein freistehendes und elektrodenloses Plasma erzeugt, welches sich durch einfache Leistungsregelung und Skalierbarkeit auszeichnet. Der Keramikprozess basiert auf perowskitischen Hochtemperaturmembranen, die neben einer hohen Sauerstoffpermeabilität eine hohe Toleranz gegenüber CO2 besitzen. Der Arbeitsplan des Projektes beschreibt die thematischen Arbeitspakete (AP). Die Organisation der AP verantwortet jeweils einer der Partner. Die gemeinsamen Versuche zur Evaluierung des Gesamtprozesses sind in einem Arbeitspaket zusammengefasst. Die Koordination des Gesamtprojekts und die Anbindung an das Kopernikus-Projekt P2X übernimmt das IGVP. Das IMW ist für das Arbeitspaket AP2 (Materialentwicklung) verantwortlich. Ein detaillierter Arbeitsplan für das Teilprojekt befindet sich in der Anlage und gliedert sich in folgende Hauptaufgaben: Anhand von Literaturdaten und Simulationsrechnungen werden geeignete, der Parameterdefinition genügende Membranmaterialen ermittelt und optimiert. Anschließend werden die identifizierten Materialien im Labor synthetisiert und hinsichtlich Funktion und Stabilität charakterisiert. Für die vielversprechendsten Materialien wird ein maßstabsvergrößerter Produktionsprozess entwickelt. Schließlich wird die Anbindung der Membraneinheit an den Plasmaprozess untersucht.
Das Projekt "PiCK: Einzelvorhaben für ein Satellitenprojekt zur Förderinitiative 'Kopernikusprojekte für die Energiewende': PiCK - Plasma-induzierte CO2-Konversion - Teilvorhaben: Entwicklung einer Mikrowellen-Plasmaquelle für die CO2-Dissoziation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Muegge GmbH durchgeführt. Das Ziel des Projekts ist die partielle Spaltung von Kohlendioxid mittels elektrischer Energie. Dazu wird in diesem Projekt ein Plasma- mit einem Separationsprozess gekoppelt. Im Plasmaprozess dissoziiert CO2 zu den Reaktionsprodukten Kohlenmonoxid (CO) und atomarer Sauerstoff (O). Der Sauerstoff wird in einem adaptierten Separationsprozess mittels einer Keramikmembran abgetrennt. In der Verantwortung des Teilvorhabens der MUEGGE GmbH liegt das Arbeitspaket AP3. In AP3.1 werden die Spezifikationen der Plasmaquelle, des Mikrowellensenders und der Leistungsversorgung festgelegt. Im Speziellen geht es darum, dabei Strategien zu erarbeiten, mehrere Plasmaquellen individuell zuschaltbar zu gestalten oder in einen Regelkreis einzubinden, da bei einer zukünftigen Anwendung des Dissoziationsprozesses von CO2 zu CO und O mit adaptiertem Separationsprozess des Sauerstoffs Strom aus regenerativen Quelle zum Einsatz kommen soll, und es sich bei der Netzleistung somit um eine fluktuierende Eingangsgröße handelt. Bei der Optimierung des Quellenbetriebs in AP3.2 wird auf einen sicheren Zündvorgang und eine getaktete oder geregelte Betriebsweise hingearbeitet, da die Atmosphärendruckplasmaquelle nur bei Energieüberschuss betrieben werden soll. Dies soll insbesondere durch Simulationen des Mikrowellenplasmas effizient umgesetzt werden, wobei die Ergebnisse dieser Simulationen direkt in die Quellengeometrie einfließen. Die dabei in AP3.2 entwickelten Regelkreise der Netzteiltechnik für die Steuerung der Zündvorgänge und der getakteten oder geregelten Betriebsweise des Atmosphärendruckplasmas werden schließlich in AP3.3 beim Aufbau einer gepulsten Energieversorgung hardwaretechnisch umgesetzt. Entscheidend ist dabei die Entwicklung der speziellen Halbleiternetzteile, die es schließlich ermöglichen, das Atmosphärendruckplasma mit Kurzzeitpulsen zu betreiben und so die Effizienz des Plasmaprozesses zu erhöhen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 39 |
| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 36 |
| Text | 3 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| offen | 37 |
| unbekannt | 3 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 32 |
| Englisch | 11 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 3 |
| Datei | 3 |
| Dokument | 3 |
| Keine | 25 |
| Webseite | 12 |
| Topic | Count |
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