Entwicklung und Testung eines innovativen Verfahrens zur Herstellung von Kraftstoffen für den Einsatz im Flugbetrieb auf der Basis biogener Rohstoffe - MyReacAvFu; BTU Cottbus-Senftenberg: Entwicklung und Testung eines innovativen Verfahrens; S+B Neukirchen: Entwicklung und Umsetzung einer Demonstrationsanlage

Abstract

Das MyReacAvFu-Projekt zielte auf die Entwicklung eines innovativen Verfahrens zur Herstellung von Sustainable Aviation Fuel (SAF) aus biogenen Ausgangsstoffen mittels eines integrierten Fischer-Tropsch- und Hydrocracking-Ansatzes in einem strukturierten Mikrokanalreaktor. Die Ergebnisse zeigten die erfolgreiche Entwicklung und Validierung eines solchen integrierten Prozesses auf Basis von CO2-Synthesegas und Wasserstoff aus regenerativen Quellen. Ein wichtiges Resultat ist die Entwicklung multifunktionaler Eisen-basierter Katalysatoren, insbesondere mikrowellenmodifizierter FeMnK-Systeme. Diese zeigten verbesserte CO2-Umwandlungsraten von bis zu etwa 32% sowie erhöhte Selektivität zu flüssigen Kohlenwasserstoffen (C5+ bis 36 %) bei gleichzeitig reduzierter Methanbildung. Der FeMnK-20s-Katalysator erzielte dabei die beste Gesamtleistung hinsichtlich Aktivität, Selektivität und Langzeitstabilität. Parallel wurden strukturierte Mikrokanalreaktoren entwickelt und getestet. Die Reaktorgeometrie erwies sich als entscheidend, wobei kreisförmige Kanäle durch besseren Wärme- und Stofftransport die höchste Effizienz erreichten. Die Integration von Katalysatoren in diese Reaktoren bestätigte die Machbarkeit eines kombinierten FTS-Hydrocracking-Prozesses in einer Pilotanlage.Die Validierung unter praxisnahen Bedingungen zeigte die technische Umsetzbarkeit, auch wenn die angestrebte Synthesegasumwandlung von 70 % nicht vollständig erreicht wurde. Limitierende Faktoren wie Verweilzeit und Katalysatorfunktion wurden identifiziert und liefern wichtige Ansatzpunkte für Optimierungen. Das modulare Reaktorkonzept bietet Potenzial für dezentrale Anwendungen und Integration in Biogasanlagen. Die Ergebnisse wurden in Veröffentlichungen publiziert. Das Projekt wurde planmäßig umgesetzt und bestätigt die technische Machbarkeit sowie das Potenzial für skalierbare, nachhaltige SAF-Produktion und einen Beitrag zur Dekarbonisierung des Luftverkehrs. The MyReacAvFu project aimed to develop an innovative process for producing Sustainable Aviation Fuel (SAF) from biogenic feedstocks using an integrated Fischer-Tropsch and hydrocracking approach in a structured microchannel reactor. The results demonstrated the successful development and validation of such an integrated process based on CO₂ synthesis gas and hydrogen from renewable sources. A key outcome is the development of multifunctional iron-based catalysts, in particular microwave-modified FeMnK systems. These demonstrated improved CO₂ conversion rates of up to approximately 32% as well as increased selectivity towards liquid hydrocarbons (C5+ up to 36%) whilst simultaneously reducing methane formation. The FeMnK-20s catalyst achieved the best overall performance in terms of activity, selectivity and long-term stability. In parallel, structured microchannel reactors were developed and tested. The reactor geometry proved to be decisive, with circular channels achieving the highest efficiency due to better heat and mass transfer. The integration of catalysts into these reactors confirmed the feasibility of a combined FTS-hydrocracking process in a pilot plant. Validation under practical conditions demonstrated technical feasibility, even though the targeted synthesis gas conversion of 70% was not fully achieved. Limiting factors such as residence time and catalyst performance were identified and provide important starting points for optimisation. The modular reactor concept offers potential for decentralised applications and integration into biogas plants. The results have been published in academic journals. The project was implemented according to plan and confirms the technical feasibility as well as the potential for scalable, sustainable SAF production and a contribution to the decarbonisation of aviation.