Verbundvorhaben TransHyDE_UP4: Umsetzungsprojekt CAMPFIRE - Ammoniak-Energietransportsystem für Import, Mittellast und dynamische Wandlung; Teilprojekt 10_4.4 3D-Siebdruckverfahren für die Erzeugung von gedruckten Platten für Membran-Trennmodule

Abstract

Übergreifendes Ziel des Teilprojektes TP CF10_4 ist die Entwicklung einer Anlage zur Erzeugung von betankungsgeeignetem Wasserstoff aus grünem Ammoniak. Innovativer Kern ist eine neue Feinstreinigungstechnologie auf der Basis einer Aminsalz-Speicherung und eines kostengünstigen Membrantrennmoduls, die in eine Hochdruck-H2-Betankungsanlage mit NH3-Cracker integriert wird. In kommerziell verfügbaren NH3-Crackern wird ein Gemisch aus H2 und N2 erzeugt, das auch noch Spuren von NH3 enthält, z.B. 75%H2, 25% N2, <1000 ppm NH3. Für die Erzeugung von hochreinem Wasserstoff wird im Vorhaben ein neuartiges kostengünstiges Membranmodul auf der Basis von CuPd sowie innovative Fertigungsverfahren basierend auf Laserschweißen und 3D Siebdruck für das Modul entwickelt. Prior zur Membranreinigung wird auf der Basis von neuartigen Salzspeichern ein kontinuierlicher Absorptions-/ Desorptionsprozess für die Entfernung der Spuren von NH3 erarbeitet. Das Feinstreinigungssystem aus Membranmodul und Salzspeicher wird in eine Hochdruck-H2-Betankungsanlage integriert und ein Sicherheitskonzept für die neue Technologie erarbeitet. Für die dynamische Wandlung von NH3 in H2 werden Ammoniak-Cracker (bzw. Ammoniak-Spaltreaktoren) eingesetzt. Die Anwendungsbereiche dieser Cracker-Module sind vielfältig - neben der Wasserstofferzeugung und hochwirksamen Kraft-Wärme-Kopplungssystemen sowie der Kälte- und Dampferzeugung können Gasturbinen, Motoren und Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit einem Ammoniak-Wasserstoff-Gemisch betrieben werden. Für die Erzeugung von hochreinem Wasserstoff aus Ammoniak, z.B. für den Betrieb von Wasserstofftankstellen für den landseitigen Verkehr müssen derzeitig kostenintensive Materialien eingesetzt werden. Kostengünstige Feinstreinigungstechnologien für die Produktgasoptimierung von NH3-Crackern sind damit eine wichtige Schlüsseltechnologie für die dynamische Wandlung des Wasserstoffträgers Ammoniak für die Transportlösung in CAMPFIRE. Ziel des Teilprojektes 10_4.4 ist dabei die Erzeugung von gedruckten Trennmodulen für die Endreinigungsstufe.