Neuartiger Aluminium-Wasser-Reaktor zur gleichzeitigen Erzeugung von grünem Wasserstoff, Wärme und Aluminiumoxid; Akronym: Al-H2O-REAC

Abstract

Das Projekt Al-H2O-REAC untersuchte einen neuartigen Aluminium-Wasser-Reaktorprozess zur Kogenerierung von Wasserstoff, Wärme und wertvollen aluminiumbasierten Produkten aus recycelten Aluminium-Ausgangsstoffen. Das Projekt adressierte zentrale Hindernisse für die praktische Umsetzung, darunter die Reaktivität von Aluminiumpulvern, die Initiierung und Ausbreitung der Reaktion, den kontinuierlichen Reaktorbetrieb, das Wärmemanagement, die Produktbildung und -aufbereitung sowie die prädiktive numerische Modellierung. Laboruntersuchungen betrachteten die Aluminiumoxidation in komprimiertem und gesättigtem Wasser, während Plasmabehandlungsverfahren entwickelt wurden, um die Reaktivität recycelter Aluminiumpulver zu erhöhen. Arbeiten am Pilotreaktor zeigten Grenzen der direkten Hochtemperaturerzeugung von Aluminiumoxid auf und unterstützten die Weiterentwicklung des Prozesses hin zu einer Kogenerierung von Wasserstoff und Böhmit beziehungsweise Aluminiumhydroxid bei niedrigeren Temperaturen mit anschließender Aufbereitung zu hochreinem Aluminiumoxid. Produktpulververarbeitung, Reinigung, Kalzinierung, technoökonomische und Lebenszyklusanalysen sowie numerische Simulationen lieferten eine wissenschaftliche und ingenieurtechnische Grundlage für die weitere Prozessoptimierung und zukünftige Maßstabsvergrößerung. Das Projekt stärkte die Zusammenarbeit zwischen kanadischen und deutschen Partnern und führte zu Konferenzbeiträgen, Zeitschriftenveröffentlichungen und Aktivitäten zum geistigen Eigentum.