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Für die Vergasung von Biomasse ist eine aufwendige Reinigung nötig © APA
Für die Vergasung von Biomasse ist eine aufwendige Reinigung nötig © APA

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Neues Reaktorkonzept soll Wasserstoff-Produktion aus Holz verbessern

23.01.2020

Diese Meldung ist Teil einer wöchentlichen Zusammenfassung für den APA-Science-Newsletter Nr. 03/2020 und nicht zwingend tagesaktuell

Wasserstoff ist ein wichtiger Ausgangsstoff für die Industrie und als Energieträger der Zukunft im Gespräch. Dazu sollte er umweltfreundlich und effizient hergestellt werden. Ein Reaktorkonzept, bei dem Wasserstoff aus Holzabfällen erzeugt wird und der bisherige Energieeinsatz reduziert werden könnte, hat ein europäisches Konsortium unter Beteiligung des Grazer Kompetenzzentrum BEST entwickelt.

Wasserstoff wird bereits für etliche Industrieprozesse in großen Mengen genutzt, dem Stoff wird aber auch künftig eine besondere Bedeutung als Energieträger und speziell als Speicher der erneuerbaren Energien zugesprochen. Auf der Erde ist er in praktisch unbegrenzter Menge vorhanden, allerdings nahezu nur in gebundener Form wie etwa in Wasser oder Kohlenwasserstoffen. Gewonnen wird er bisher unter hohem Einsatz von Energie. Im überwiegenden Fall wird Wasserstoff aus fossilen Energieträgern - etwa durch Reformierung von Erdgas - erzeugt, wie Jürgen Loipersböck vom Kompetenzzentrum BEST, das seinen Firmensitz in Graz hat, im Gespräch mit der APA erklärte.

In den vergangenen Jahren ist die Vergasung von Biomasse wie Holz, Klärschlamm oder anderen organischen Abfällen als alternative Wasserstoff-Produktion interessant geworden: In einer mehrstufigen Wasser-Gas-Shift-Anlage kann Kohlenmonoxid und Wasserdampf zu Kohlendioxid und Wasserstoff umgewandelt werden. Nachteilig ist hier jedoch, dass eine aufwendige Reinigung unter hohem Energieeinsatz notwendig ist, führte Loipersböck aus.

"2 in 1"-Reaktor mit homogenem Katalysator

Das europäische Projektkonsortium ROMEO hat seit 2015 ein Reaktorkonzept entwickelt, in dem die Herstellung und Aufarbeitung durch den Einsatz von speziellen Membranen in einem Prozessschritt erledigt wird. Der "2 in 1"-Reaktor wurde mit einem speziellen homogenen Katalysator ausgestattet. Die dadurch ermöglichte Gas-Flüssig-Reaktion erlaube schon bei wesentlich niedrigeren Temperaturen (um die 120 statt bisher bis zu 500 Grad Celsius) eine hohe Umsatzrate. Durch eine spezielle Trennmembran wird das Kohlendioxid kontinuierlich abgetrennt. "Wir haben an der Pilotanlage konkret getestet, was passiert, wenn wir mit Synthesegas aus Biomasse und Holzabfällen arbeiten", erklärte Loipersböck.

Durch die "Reaktor-Optimierung" zeigte sich bei der Testung in der Versuchsanlage eine "drastische" Senkung des Energiebedarfs und der Emissionen, wie in der Mitteilung des Kompetenzzentrums festgehalten wurde. Konkret seien der Energieverbrauch um bis zu 15 Prozent und die Emissionswerte um bis zu 40 Prozent verringert worden, obwohl die Wasserstoffproduktion deutlich höher als erwartet war. Für die industrielle Anwendung seien allerdings noch weitere Entwicklungen notwendig, betonte Loipersböck.

Die Forschungspartner deckten die gesamte Prozesskette für die Umsetzung des Konzepts an allen Schlüsselpositionen ab: Zum Konsortium gehören neben BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH, die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, die RWTH Aachen, die Technical University of Denmark, der deutsche Spezialchemiekonzern Evonik (Projektkoordinator), LiqTech International A/S (Dänemark), das European Membrane House (Belgien), die Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (Spanien) und Linde AG. Die EU förderte das Projekt im Rahmen des Forschungsprogramms Horizon 2020 mit sechs Millionen Euro.

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