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Chemische Energiespeicher nehmen zukünftig eine tragende Rolle im Energiesystem ein. Über Power-to-X-Prozesse erzeugte Kohlenwasserstoffe übernehmen die Versorgung und Kopplung von Strom-, Wärme-, Mobilitäts- und Grundstoffsektor und stehen im Zentrum unserer Arbeiten.
Zentrale Technologie für solche Prozesse ist die Wasserstoff- bzw. Synthesegas-Erzeugung, sowohl über konventionelle Prozesse (Reformierung) als auch auf elektrochemischem Wege (Elektrolyse). Das Produktgas dient als Edukt für die Syntheseverfahren oder kann in Brennstoffzellen hocheffizient zurückverstromt werden.

Die Abteilung Chemische Energiesysteme verfolgt schwerpunktmäßig anlagenorientierte und experimentell ausgerichtete Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten in den folgenden Bereichen:

  • Wasserstoff- und Synthesegaserzeugung/-nutzung,
  • Erzeugung regenerativer Kraft-, Brenn- und Chemiegrundstoffe,
  • Chemische Energiespeicherung (Power-to-X-Verfahren),
  • Brennstoffzellen und elektrochemische Energiewandler.

Dabei kann die Abteilung auf weitreichende Expertise und eine hervorragende Ausstattung mit Anlagen im (halb-)technischen Maßstab zurückgreifen und bietet interessierten Partnern eine gute Ausgangssituation zur Einwerbung neuer Fördervorhaben. Durch abteilungsübergreifende Kooperation bieten sich gute Möglichkeiten auch komplexe Fragestellungen zu bearbeiten.

Forschungsthemen

Im Zuge der Energiewende gewinnt die Substitution fossiler durch regenerative Energieträger zunehmend an Bedeutung. Neben dem Strom- und Wärmesektor gilt es, dabei auch die Bereiche der Kraft- und Brennstoffversorgung sowie der Grundstoffindustrie langfristig auf erneuerbare Energien umzustellen. chemische 2Über Power-to-X-Verfahren kann neben der Entastung der Umwelt auch ein Beitrag zur Stabilisierung der Stromnetze bei weiter zunehmenden Anteil fluktuierend eingespeister, regenerativer Energie geleistet werden. Aktuelle Forschungsfragen der Abteilung befassen sich mit der stofflichen Nutzung von CO2 (z. B. aus Industrieprozessen) als Kohlenstoffquelle für die Synthese, dem „down-scaling“ der Anlagengröße für dezentrale und modulare Synthesekonzepte, dem dynamischen Betrieb bei fluktuierenden Eingangsparametern sowie der Integration solcher Anlagen in bestehende und zukünftige Energieinfrastrukturen.

Ergänzend werden elektrochemische Energiewandler (Elektrolyse und Brennstoffzellen) betrachtet, bisher insbesondere Hochtemperaturb-ennstoffzellen und -elektrolyseure (Solid Oxide Fuel/Electrolysis Cell, SOFC/SOEC). Im Bereich der elektrochemischen Energie-wandlung bestehen gute Kontakte und etablierte Kooperationen mit Partnerinstituten und Einrichtungen, sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene. 

Dienstleistungen

Die enge Zusammenarbeit mit der Industrie, insbesondere mit kleinen und mittel-ständischen Unternehmen (KMU) ist eines der wesentlichen Merkmale des CUTEC Forschungszentrums. chemische 3Wir sehen uns dabei als kundenorientierten Dienst-leister, der Ihnen dabei hilft, neue Prozesse und Produkte zu entwickeln oder bestehende Anlagen und Verfahren zu optimieren. Aufgrund der breiten fachlichen Expertise innerhalb der Abteilung bzw. in Kooperation mit den anderen Fachabteilungen können F&E-Dienstleistungen in allen verfahrenstechnischen Bereichen angeboten werden. Unser Leistungsportfolio reicht dabei von der Erstellung von Machbarkeitsstudien über die Durchführung von Mess- und Versuchskampagnen, die Simulation verfahrens-technischer Prozesse und die Entwicklung und Konstruktion von Apparaten und Reaktoren bis hin zum Engineering von ganzen Anlagen und Prozessen:

  • Entwicklung, Simulation und Optimierung verfahrenstechnischer Reaktoren und Anlagen,
  • Test und Bewertung von Katalysatoren im Technikumsmaßstab,
  • Versuche zur Synthese und zum Hydrotreatment von Kohlenwasserstoffen,
  • Durchführung von Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen, Machbarkeits- und Potenzialstudien,
  • Unterstützung und Beratung bei Prüfstandsplanung und –bau,
  • Komponentenentwicklung und –qualifizierung für Brennstoffzellen-Systeme

  • Charakterisierung, Langzeittests, beschleunigte Alterungstests und Betriebsoptimierung von Brennstoffzellen-Stacks.

Gerne besprechen wir mit Ihnen Ihre Aufgabe und erarbeiten Ihnen dafür zielgerichtete Lösungsvorschläge. Sprechen Sie uns dazu einfach an!

Ausstattung

  • Fischer-Tropsch-Anlagen (im Technikums- und Pilotmaßstab)
  • SNG-Technikumsanlage
  • Technikumsanlage für Hydrotreatment von Kohlenwasserstoffen
  • Hochtemperatur-Brennstoffzellen- und Elektrolyse-Prüfstand
  • Transportable SOFC-Systeme (Bio-/Erdgas, LPG)
  • Flexibler Reformer-Prüfstand
  • Umfangreiche on- und offline Analytik
  • Simulations- und Modellierungstools
Dr.-Ing. Bernd Benker

Dr.-Ing. Bernd Benker

Stellvertretender Abteilungsleiter

Telefon: +49 5323 933-245
E-Mail: bernd.benker@cutec.de

Dr.-Ing. Annett Wollmann

Dr.-Ing. Annett Wollmann

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Telefon: +49 5323 933-233 
E-Mail: annett.wollmann@cutec.de