Verbundprojekt "P2X: Erforschung, Validierung und Implementierung von ‚Power-to-X‘ Konzepten - Phase 2"; Teilvorhaben Technologiepfad 1: Wasserstoff als Energie-Vektor - LOHC – Speicherung und Nutzung (AP1.2b); Technologiepfad 2: Synthesegas als Energie-Vektor - Biologische Umwandlung und Anwendung im Bereich der kosmetischen Pflegeprodukte (AP2.2a) - Modulare integrierte Containerlösungen (AP2.2b) - Dezentrale Produktion normgerechter Kraftstoffe (AP2.3b); Roadmapping

Abstract

Übergeordnetes Ziel der Arbeiten um Technologiepfad 1 war es beginnend mit der Wasserelektrolyse Wasserstoff als den Energie-Vektor für die Sektorkopplung zu betrachten. Als Anwendungsfälle wurden die Sektoren „Energie“ (Nutzung als Heizgas in der Glasindustrie), „Mobilität und Transport“ (Nutzung an einer H2-Tankstelle) und „Chemie“ (Herstellung Formaldehyd-basierter Polymere) adressiert. Als Umwandlungstechnologien sollten entsprechend die reversible Anbindung an chemische H2-Träger (liquid organic hydrogen carriers, LOHCs) bzw. die selektive Hydrierung von CO2 genutzt werden. Das KIT war hierbei involviert im Bereich der LOHC-Dehydrierung, also der Wasserstofffreisetzung aus dem beladenen LOHC-Molekül Hierbei wurde durch das KIT in AP1.2b, Task 1 der Weg verfolgt den Dehydrierungsschritt (a) in einem mikrostrukturieren Radialflussreaktor durchzuführen und (b) die Dehydrierung durch direkte Abtrennung des entstehenden Wasserstoffs über eine Membran reaktionstechnisch zu begünstigen. Die F&E Arbeiten lagen entsprechend im Bereich der Membranabtrennung selbst sowie in der Kopplung des Dehydrierungsschritts mit der Membranabtrennung als logische Fortführung der Aktivitäten in der ersten Förderperiode. Übergeordnetes Ziel der Arbeiten um Technologiepfad 2 war es die P2X-Kette beginnend mit CO2 Gewinnung aus der Luft über das Direct Air Capture Verfahren (DAC) sowie folgend mit der Ko-Elektrolyse von CO2 (und H2O) zur Erzeugung von CO bzw. Synthesegas als energiereichen Rohstoffen zu betrachten. Als Anwendungsfälle wurden die Sektoren „Mobilität und Transport“ (Bereitstellung von Kraftstoffen für lokale Nutzung) und „Chemie“ (Herstellung eines aliphatischen Alkohols) adressiert. Entsprechend galt es hochintegrierte, modulare Containeranlagen bzw. biotechnologische Verfahren zur Syngas-Fermentation zu entwickeln.