Abschlussbericht zum Projekt HyInnoChem - Erforschung der dynamischen elektrochemischen Synthese von Wasserstoffperoxid und der thermokatalytischen Synthese von Methanol unter Nutzung von grünem Wasserstoff

Abstract

Im Projekt HyInnoChem wurden neuartige Membranen für den Einsatz in einem elektrochemischen Membranreaktor entwickelt und im Labormaßstab hergestellt. Im geplanten Einsatzgebiet ging es um die Synthese von Wasserstoffperoxid aus grünem Wasserstoff, als Alternative zum noch hauptsächlich in der industriellen Anwendung befindlichen Anthrachinon-Verfahren. Für diesen Anwendungsfall wurden von der FUMATECH sowohl modifizierte Anionentauscher- als auch Kationentauschermembranen entwickelt. Im Falle der Anionentauschermembranen wurde durch die Einbringung der siliziumorganischen Verbindung Aminopropyltrimethoxysilan (APTMOS) die Leitfähigkeit von VM-FAP-Membranen verbessert. Ebenfalls unter Verwendung des APTMOS konnten Wolframkomplexe in VM-FAA-Membranen integriert werden. Hier zeigte sich eine Verbesserung der chemischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften, wobei allerdings eine Abnahme der Leitfähigkeit beobachtet wurde. Für die Kationentauschermembran wurde auf ein sulfoniertes Polyethersulfon (SPES) zurückgegriffen. Dieses Polymer wurde in einem Entwicklungsansatz mit PFSA-Polymer kombiniert und in einem weiteren Ansatz mit sulfoniertem Polyetheretherketon (SPEEK), um eine reine kohlenwasserstoffbasierte Membran zu erhalten. In beiden Ansätzen konnten aussichtsreiche Ergebnisse bezüglich der Protonenleitfähigkeit und der mechanischen Stabilität erzielt werden. Beide von FUMATECH entwickelten Membrankonzepte können nun unter Realbedingungen getestet werden.