Chemische Prozesstechnik

Kraftstoff-Antrieb-Emissionen

Durch die bevorstehende Substitution von Erdöl als Rohstoff für Treibstoffe und Chemiegrundstoffe erhalten klassische Verfahren wie die Fischer-Tropsch-Synthese zur Herstellung von Benzin und Diesel aus biogenen Ausgangsmaterialien eine neue Bedeutung, die sich beispielsweise in der Entwicklung neuer Katalysatoren widerspiegelt. Gleichzeitig erfordert der dezentrale Anfall von Biomasse auch eine dezentrale Umwandlung, um wirtschaftlich rentable Verfahrensketten zu erzielen. Dabei kann wahlweise ein leicht transportables Zwischenprodukt als auch ein markfähiges Endprodukt am Ende des Prozesses stehen. „Neue“ Rohstoffe und geänderte Randbedingungen verlangen somit eine experimentelle und theoretische Optimierung von grundsätzlich bekannten Reaktoren und Prozessketten.
Derartige Untersuchungen zur BtL-(Biomass-to-liquid)-Synthese sowie zu vor- und nachgeschalteten Prozessstufen sind ein Schwerpunkt der Abteilung.
Parallel dazu werden auch neuartige Systeme zur Umwandlung von Primärenergie untersucht. Hier sind insbesondere Hochtemperaturbrennstoffzellen wie die SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) zu nennen. Die Leistungsfähigkeit der verfügbaren Module nimmt stetig zu, so dass aktuelle Arbeiten der Abteilung auf die Bereitstellung des benötigten Brenngases (beispielsweise mittels eines Reformers) und die Integration der Komponenten zu einem effizienten Gesamtsystem zielen.
Die Aktivitäten beschränken sich dabei nicht nur auf die Optimierung der im Blickpunkt stehenden chemischen Hauptreaktion. Es werden auch Untersuchungen an Abgasbehandlungssystemen - insbesondere zur Partikelabscheidung – durchgeführt.
Zur Durchführung von F&E-Aktivitäten verfügt die Abteilung über fünf komplexe Versuchsanlagen im Technikumsmaßstab:

• Reaktoren für Hochdrucksynthesen wie z.B. Fischer-Tropsch-Synthese und Hydrocracking
• Prüfstand zur Untersuchung von SOFC-Brennstoffzellen und –Systemkomponenten
• Teststand zur Reformerentwicklung für Brennstoffzellen mit nachgeschalteten CO-Reinigungsstufen
• SOFC-Brennstoffzellen Systemdemonstrator auf Propan-Basis mit integrierter Nachverbrennung und Reformierung
• Motor-Prüfstand mit Mini-Verdünnungstunnel und Messtechnik zur Partikelmessung

Zu diesen Versuchsständen gehören on- und offline Analyseverfahren für die Charakterisierung von Gasen und Partikeln sowie Labor-Apparaturen zur Bestimmung von Reaktionskinetiken.
Auch zukünftige Arbeiten zielen auf eine effiziente Stoff- und Energiewandlung, sowohl durch die grundlagennahe Optimierung von Teilprozessen als auch durch Systemintegration.