Das Projekt "Hier Teilantrag MPI Stuttgart zu ProtOMem Dachantrag IEK-1 Jülich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften, Max-Planck-Institut für Festkörperforschung durchgeführt. Im ProtOMem-Projekt werden Membranen zweier Materialklassen (Perowskite, Fluorite) entwickelt, welche eine hohe Relevanz für die 'Energiewende' besitzen: (i) protonenleitende Elektrolyte für keramische protonenleitende Brennstoffzellen bei mittleren Einsatztemperaturen; (ii) protonisch-elektronisch mischleitende wasserstoffpermeable Membranen zur Anwendung in Wasser-Gas-Shift-Reaktoren. Die Leistungsfähigkeit beider Komponenten beruht auf den materialspezifischen Transporteigenschaften der Membranen (ionische und/oder elektronische Leitfähigkeit). Neben den intrinsischen Eigenschaften der Materialien ist die Herstellung von gasdichten 5-20 Mikrometer dicken Membranen mit optimierter Mikrostruktur auf porösen Trägern erforderlich, die mechanische Stabilität und ausreichenden Gastransport gewährleisten. Ziel des Projektes ist es, die Protonen- und Wasserstofftransporteigenschaften der Membran deutlich zu verbessern. Dafür ist ein besseres Verständnis der La28-xW4+x054+delta Defektchemie, Leitfähigkeit und Korngrenzeigenschaften erforderlich. Für Ba(Zr, Ce, Y)O3-d ist das Verständnis (mikro- strukturelle Charakterisierung, inkl. Untersuchung der lokalen Bindungseigenschaften) und die anschließende Modifikation der Korngrenzstruktur entscheidend. Diese grundlegenden Untersuchungen werden mit Herstellung und Tests der Membranen unter anwendungsnahen Bedingungen kombiniert, die wesentlicher Teil des Projekts sind. Für beide Materialklassen ist die Entwicklung großflächiger Membranen mit hervorragenden Transporteigenschaften im Fokus, um die Energieumwandlung effizient und kostengünstig zu realisieren. Flächenwiderstände von 0.1 Ohmcm2 bei 700 °C für einen Ba(Zr, Ce, Y)O3-d-Elektrolyten und ein Wasserstofffluss von 1-2 ml/min-cm2) bei 700 °C für La28- xW4+x054+delta werden angestrebt. Die Zielgrößen für die Komponenten liegen für beide Materialklassen bei 10x10 cm2, welche der realen kommerziellen Anwendungsgröße von Brennstoffzellen und Membranreaktoren nahekommt.
Das Projekt "ABSART - Entwicklung und Erprobung einer Aufbereitungstechnologie für Synthesegase aus Biomasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUTEC-Institut GmbH durchgeführt. Im Frühjahr 2003 startete am CUTEC-Institut der Aufbau einer Anlage zur thermochemischen Konversion von Biomasse mit folgender Synthesegasreinigung. Aufgabe sollte die Produktion eines reinen Gases als Input für eine anzuschließende Fischer-Tropsch-Synthese (Abk.: FTS) sein. Die FTS stellt ein Rohprodukt her, welches alle wesentlichen Komponenten des Kraftstoffes Diesel enthält und der daher in einer weiteren Aufarbeitung gewonnen werden kann. Die Anforderungen des Niedersächsischen Umweltministeriums als Auftraggeber des zugehörigen Vorhabens lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1. Die Vergasungseinheit muss robust sein, um sowohl eine breite Palette an Biomasse als auch Klärschlamm verarbeiten zu können. 2. Zumindest die Vergasungseinheit sollte auf hohe Maßstäbe Scale-Up-fähig sein. 3. Die Abgasreinigung sollte einfach gestaltet sein, um die Kosten zunächst gering zu halten und erst einmal die prinzipielle Funktionsfähigkeit der Linie nachzuweisen. 4. Das Projekt sollte den Grundstein für weitere Projekte, auch auf europäischer Ebene, bilden. Zwischenzeitlich konnten alle wesentlichen Ziele erreicht werden. Die Robustheit der ausgeführten Vergasungseinheit ist unbestritten, ihr Scale-Up ist durchführbar. Die Funktionsfähigkeit der Linie konnte mit der Produktion von FTS-Rohprodukt seit Juli '05 nachgewiesen werden. Die Aufnahme in ein bedeutendes europäisches Projekt gelang, weitere nationale Arbeiten folgten bzw. sind in Vorbereitung. Einige der derzeit im Technikum erfolgreich betriebenen Verfahrensstufen sind für die Umsetzung in den großtechnischen Maßstab nur bedingt geeignet. Beispielsweise arbeitet die Feinreinigungsstufe zwar sehr effizient, jedoch würden bei einer größeren Anlage nicht unerhebliche Abfallströme an irreversibel verunreinigten Sorbentien entstehen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit durch Abtrennen von Kohlendioxid (C02), welches bei der Vergasung zwangsläufig entsteht, die Effizienz der nachfolgenden Syntheseanlage (z.B. Fischer-Tropsch-Kraftstoff oder Methan) signifikant zu steigern. Aufbauend auf und den damit verbundenen Zuarbeiten und Stellungnahmen von Anlagenbauern soll die Technikumsanlage auf einen Stand gebracht werden, der a) die Produktion eines reinen Synthesegases ermöglicht und b) die Sammlung von Erfahrungen sowie die Weiterentwicklung/Anpassung der Aggregate an diese spezielle Aufgabenstellung zwecks Dimensionierung großtechnischer Anlagen ermöglicht. Dazu sollen sowohl Modifizierungen bestehender Verfahrensschritte (Heißgasfilter, RME-Wäscher, Hydrocracker) als auch grundlegende Erweiterungen (Wassergas-Shift-Reaktor, COS-Hydrolyse, Oxidative Wäsche, Selexol-Wäsche) durchgeführt werden. Primäres Ziel ist es, im folgenden Betrieb im Rahmen der gesamten Kette die Optimierung der Aggregate durchzuführen und eine Basis für großtechnische Anlagen liefern zu können. usw.
Das Projekt "ProtOMem: Entwicklung von protonenleitenden Membranen mit optimierte Mikrostruktur und verbesserten Transporteigenschaften für Energie- und Wasserstoffseparationsanwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-1: Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren durchgeführt. Im Projekt ProtOMem werden Membranen zweier Materialklassen (Perowskite und Fluorite) entwickelt, welche eine hohe Relevanz für die 'Energiewende' besitzen: (i) Elektrolyte für keramische protonenleitende Brennstoffzellen bei mittleren Einsatztemperaturen und (ii) protonisch-elektronisch mischleitende wasserstoffpermeable Membranen für die Anwendung in Wasser-Gas-Shift Reaktoren. Die Leistungsdaten dieser beiden Komponenten beruhen auf den spezifischen Transporteigenschaften der Membranen (ionische und/oder elektronische Leitfähigkeit). Neben den intrinsischen Eigenschaften der Materialien ist die Herstellung von Membranen mit optimierter Mikrostruktur (Dicke 5-20 Mikro m, gasdicht) auf einem porösen Träger erforderlich. Dieser muss dabei die mechanische Stabilität aber auch einen ausreichenden Gastransport gewährleisten. Ziel des Projektes ist es die Wasserstofftransporteigenschaften der Membran deutlich zu verbessern. Um dies zu erreichen, ist ein besseres Verständnis der La28-xW4+xO54+d Defektchemie und der Korngrenzeneigenschaften bzw. Leitfähigkeit erforderlich. Für Ba(Zr,Ce,Y)O3-d ist das Verständnis und die anschließende Modifikation der Korngrenzenstruktur, sowie eine detaillierte mikrostrukturelle Charakterisierung von hoher Relevanz, inklusive Information zu den chemischen Bindungseigenschaften. Neben diesen grundlegenden Untersuchungen sind anwendungsorientierte Herstellung und Tests der Membranen geplant. Für beide Materialklassen steht die Entwicklung von großflächigen Membranen mit exzellenten Transporteigenschaften im Fokus, um die Energieumwandlung effizient und kostengünstig zu realisieren. (Text gekürzt).
Das Projekt "ProtOMem: Entwicklung von protonenleitenden Membranen mit optimierte Mikrostruktur und verbesserten Transporteigenschaften für Energie- und Wasserstoffseparationsanwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Gemeinschaftslabor für Elektronenmikroskopie durchgeführt. Im Projekt ProtOMem werden Membranen zweier Materialklassen (Perowskite und Fluorite) entwickelt, welche eine hohe Relevanz für die 'Energiewende' besitzen: (i) Elektrolyte für keramische protonenleitende Brennstoffzellen bei mittleren Einsatztemperaturen und (ii) protonisch-elektronisch mischleitende wasserstoffpermeable Membranen für die Anwendung in Wasser-Gas-Shift Reaktoren. Die Leistungsdaten dieser beiden Komponenten beruhen auf den spezifischen Transporteigenschaften der Membranen (ionische und/oder elektronische Leitfähigkeit). Neben den intrinsischen Eigenschaften der Materialien ist die Herstellung von Membranen mit optimierter Mikrostruktur (Dicke 5-20 Mikro m, gasdicht) auf einem porösen Träger erforderlich. Dieser muss dabei die mechanische Stabilität aber auch einen ausreichenden Gastransport gewährleisten. Ziel des Projektes ist es die Wasserstofftransporteigenschaften der Membran deutlich zu verbessern. Die geplanten Arbeiten zielen auf ein besseres Verständnis der La28-xW4+xO54+d Defektchemie und der Korngrenzeneigenschaften bzw. Leitfähigkeit. Für Ba(Zr,Ce,Y)O3-d ist das Verständnis und die anschließende Modifikation der Korngrenzenstruktur, sowie eine detaillierte mikrostrukturelle Charakterisierung von hoher Relevanz, i.