Fortschritte auf dem Weg zur Dekarbonisierung der chemischen Industrie
Positive Zwischenbilanz für das Projekt »Air2Chem« mit Partnern aus Industrie und Forschung, darunter die Start-ups CO2CirculAir und FXC Engineering
Im Projekt »Air2Chem« entsteht ein integriertes Verfahren, das den »Direct Air Capture«-Prozess mit einer elektrolytischen Konversion der carbonathaltigen Absorberlösung zu Plattformrohstoffen der chemischen Industrie verbindet. Zielsetzung: nachhaltiges Kohlendioxid standortunabhängig und wirtschaftlich für chemische Industrieprozesse zur Verfügung zu stellen. Ein Jahr nach Projektstart ziehen die Forschenden eine positive Zwischenbilanz.
»DAC (Direct Air Capture) bietet eine vielversprechende Lösung zur Deckung des benötigten nachhaltigen Kohlenstoffs in der chemischen Industrie«, urteilt Projektleiter Dr. Kai junge Puring von Fraunhofer UMSICHT. »Wir konzentrieren uns auf einen wirtschaftlichen Prozess zur Umwandlung von CO2 aus der Luft in chemische Grundstoffe wie Ethylen oder Synthesegase, und unsere Fortschritte im vergangenen Jahr zeigen, dass wir auf dem richtigen Weg sind«, ergänzt Prof. Ulf-Peter Apfel (ebenfalls Fraunhofer UMSICHT).
Dieser Prozess besteht aus einem DAC auf Basis von Membran-Gas-Absorption und einer Carbonat-Elektrolyse zur Synthese von chemischen Grundstoffen aus CO2 und gleichzeitiger Nutzung oxidativer Synthesewege im Elektrolyseur. Bei einer ersten Präsentation vor dem Industriebeirat des Projektes wurde u.a. diskutiert, wie sich der Prozess in der Industrie etablieren lässt. Dabei wiesen die Vertreterinnen und Vertreter aus Chemieindustrie, Chemie- und Energie-Anlagenbau sowie Membrantechnik sowohl auf technische als auch auf regulatorische Rahmenbedingungen hin.
Beim jährlichen Projekttreffen in Aachen folgten dann detailliertere Ergebnisse. So wurden in den vergangenen zwölf Monaten die ersten Membranen für den Direct-Air-Capture-Prozess erfolgreich getestet und deren Mikrostruktur optimiert. Darüber hinaus konnten erste Membranmodule im Labormaßstab getestet werden, wobei optimale Betriebsfenster identifiziert wurden. Für die Elektrolyse wurden vielversprechende Produkte für die Kathode und Anode identifiziert und für den Demonstrator spezifiziert. Geeignete Elektroden auf Basis von Metallgeweben wurden ausgewählt und katalytische Beschichtungen entwickelt. Zudem wurde eine standardisierte Laborzelle für elektrochemische Versuche an die Partner verteilt und ein erstes Skalierungskonzept für den Demonstrator entwickelt. Last but not least wurde das Design zur Kopplung der Teilprozesse erstellt.
Im kommenden Jahr rückt die Prozessintegration weiter in den Fokus der Forschenden. Sie wollen notwendige Parameterstudien und Design finalisieren, um den Aufbau des Demonstrators zu beginnen. Zudem stehen die Skalierung und das Testing der Komponenten und Module für den Demonstrator an.
Projektpartner
- CO2CirculAir B.V.
- FXC Engineering GmbH
- GKD – Gebr. Kufferath AG
- Projektträger Jülich
- RWTH Aachen (Aachener Verfahrenstechnik, Chemische Verfahrenstechnik)
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