{"id":160499,"date":"2025-03-25T07:05:00","date_gmt":"2025-03-25T06:05:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=160499"},"modified":"2025-03-20T17:33:51","modified_gmt":"2025-03-20T16:33:51","slug":"neuer-prozess-soll-umwandlung-von-co2-in-nachhaltige-grundchemikalien-moglich-machen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/neuer-prozess-soll-umwandlung-von-co2-in-nachhaltige-grundchemikalien-moglich-machen\/","title":{"rendered":"Neuer Prozess soll Umwandlung von CO2 in nachhaltige Grundchemikalien m\u00f6glich machen"},"content":{"rendered":"\n\n
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\"Elementverteilung
Elementverteilung an der Grenzfl\u00e4che eines Elektrodenwerkstoffs. \u00a9 Fraunhofer IMWS<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Die nachhaltige Herstellung chemischer Grundstoffe mit Einsatz von CO2<\/sub> als Kohlenstoffquelle ist das Ziel im Projekt \u00bbPKat4Chem\u00ab. Dabei soll das Verfahren der Niedertemperatur-Plasma-Katalyse (NTPK) so weiterentwickelt werden, dass aus Biomasse erzeugte Gase in einem einstufigen Prozess in Methanol oder Ethylen umgewandelt werden k\u00f6nnen. Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS bringt seine Expertise zur Analyse der eingesetzten Werkstoffe ein. Der Ansatz verspricht hohe Effizienz und Flexibilit\u00e4t.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Chemische Grundstoffe herzustellen, ohne fossile Rohstoffe zu verbrauchen und damit CO2<\/sub>-Emissionen zu erzeugen \u2013 das ist eine der wichtigsten Aufgaben zur Erreichung der Klimaziele. Denn diese in enormen Mengen produzierten Grundchemikalien sind Ausgangsmaterial f\u00fcr viele andere Industrie- und Alltagsprodukte wie Kunststoffe, D\u00fcngemittel oder Treibstoffe.<\/p>\n\n\n\n

Ein sehr wirkungsvoller Ansatz f\u00fcr eine nachhaltige Produktion organischer Grundchemikalien wie Ethylen, Methanol oder Styrol sind dabei Power-to-X-Technologien: Hierbei wird Strom aus erneuerbaren Energien genutzt. Der f\u00fcr die chemischen Verbindungen ben\u00f6tigte Wasserstoff kann mittels Elektrolyse ebenfalls emissionsfrei gewonnen werden. Kommt als Kohlenstoffquelle CO2<\/sub> zum Einsatz, kann der Kohlenstoffkreislauf geschlossen und sogar bereits emittiertes Treibhausgas der Atmosph\u00e4re entzogen werden.<\/p>\n\n\n\n

Die Umwandlung und damit Nutzbarmachung von CO2<\/sub> zur Gewinnung von chemischen Grundstoffen steht im Mittelpunkt des Projekts \u00bbPKat4Chem\u00ab. Das Konsortium setzt dabei auf Niedertemperatur-Plasma-Katalyse (NTPK). Mit dieser Technologie sollen aus Biomasse erzeugte Gase wie Methan (CH4<\/sub>) in Kombination mit CO2<\/sub> hocheffizient mittels Plasmas aktiviert und durch entsprechende Katalysatoren in einem einstufigen Verfahren zu chemischen Grundstoffen wie Methanol (CH3<\/sub>OH) oder Ethylen (C2<\/sub>H4<\/sub>) umgesetzt werden.<\/p>\n\n\n

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\"Dreidimensionale
Dreidimensionale Bewertung des Sinterverhaltens einer Elektrodenbeschichtung mittels R\u00f6ntgentomographie. \u00a9 Fraunhofer IMWS<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Der Fokus des Projekts liegt auf NTPK-Reaktoren, weil diese sehr hohe Wirkungsgrade von bis zu 95 Prozent erreichen k\u00f6nnen. Zudem bieten sie den Vorteil einfacher Skalierbarkeit und niedrigere Investitions- und Betriebskosten. So wird ein potenziell schl\u00fcsselfertiger Prozess m\u00f6glich, der dynamisch und bedarfsangepasst ein- und ausgeschaltet werden kann.<\/p>\n\n\n\n

Ziel des bis Ende 2027 laufenden Projekts ist eine neuartige Prozesskette. Im Kern steht die Entwicklung einer NTPK-Reaktormodul-Einheit zur Synthese von Methanol oder Ethylen. Diese soll im Feldversuch auf einem Teststand an einer bestehenden Biogasanlage validiert werden. Das Fraunhofer IMWS \u00fcbernimmt im Projekt die mikrostrukturelle Charakterisierung des patentierten Elektrodenwerkstoffs und der entsprechenden Katalysatoren. Hierbei werden die Materialien hinsichtlich der Mikrostruktur mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) analysiert und die Elementverteilungen mit Energiedispersiver R\u00f6ntgenspektroskopie (EDXS) untersucht. Zus\u00e4tzlich steht die Untersuchung von oberfl\u00e4chennahen Materialver\u00e4nderungen durch die Einwirkung der NTPK mittels R\u00f6ntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) und Time-of-Flight Sekund\u00e4rionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) im Vordergrund der Untersuchungen des Fraunhofer-Teams.<\/p>\n\n\n\n

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\u00bbUm die Vorg\u00e4nge an der Elektrode zu verstehen, wollen wir auch grundlegende Eigenschaften thermoanalytisch untersuchen und dabei die Redoxvorg\u00e4nge an den verschiedenen Grenzfl\u00e4chen der beteiligten Materialien mittels Elektronenenergieverlustspektroskopie (EELS) aufkl\u00e4ren. Das w\u00fcrde eine Materialentwicklung ,unter Sicht\u2018 m\u00f6glich machen\u00ab, erl\u00e4utert Christian Thieme, der das Projekt am Fraunhofer IMWS<\/strong> leitet. \u00bbDer Ansatz bietet zahlreiche Vorteile, von der hohen Flexibilit\u00e4t \u00fcber die dezentrale Anwendung bis zur M\u00f6glichkeit, Biogas tats\u00e4chlich vollst\u00e4ndig zu nutzen und prozessbedingte CO2<\/sub>-Emissionen auszuschlie\u00dfen. Nicht zuletzt motiviert uns auch, dass ein enormer Bedarf an nachhaltigen Grundchemikalien besteht, f\u00fcr die chemische Industrie ebenso wie perspektivisch f\u00fcr den Verkehrssektor.\u00ab<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n

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\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n

Am Projekt \u00bbPKat4Chem\u00ab sind neben dem Projektkoordinator enaDyne GmbH auch die EDL Anlagenbau Gesellschaft mbH, die Arcanum Energy Systems GmbH & Co KG, die HTWK Leipzig, die TU Bergakademie Freiberg, die Universit\u00e4t Leipzig die Ruhr-Universit\u00e4t Bochum sowie das Fraunhofer IMWS beteiligt.<\/p>\n\n\n\n

Das Projekt wird im Rahmen des Energieforschungsprogramms des Bundesministeriums f\u00fcr Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gef\u00f6rdert (F\u00f6rderkennzeichen: 03EE5187F).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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