Verfahren zur thermokatalytischen Zersetzung von Kohlenwasserstoffen zu Wasserstoff und faserförmigem Kohlenstoff

Status

laufend

Kurzfassung

Wasserstoff stellt die zukünftige Ausgangssubstanz von Energiesystemen dar, die unabhängig von herkömmlichen fossilen Brennstoffen arbeiten. Bis zu diesem Zeitpunkt sind noch grundsätzliche Fragestellungen im Zusammenhang mit der Produktion, der Aufbewahrung, dem Transport und dem Gebrauch des Wasserstoffs zu lösen. Laut Schätzungen der IEA basieren 95% der globalen Wasserstoffproduktion auf kohlenstoffhältigen Rohstoffen, hauptsächlich fossilen Ursprungs.

In den überwiegenden Fällen werden dabei Kohlenwasserstoffe in Wasserstoff und Kohlendioxid umgewandelt; das umweltbedenkliche CO₂ wird dabei in die Atmosphäre ausgestoßen. Etwa 22% des Treibhauseffekts werden durch Kohlendioxid verursacht. Das wachsende Bewusstsein dieser Auswirkungen auf die globale Klimaänderung macht ein Umdenken von derzeitigen Ansätzen zu neuen, umweltschonenden Verfahren notwendig. Dennoch ist es noch ein langer Weg bis zur wirtschaftlich rentablen Erzeugung von "sauberem" Wasserstoff.

Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist es, Kohlenwasserstoffe auf umweltschonendem Weg katalytisch in nano-strukturierten Graphit und Wasserstoff aufzuspalten. Diese Technologie bietet die Möglichkeit, hochwertige und marktwirtschaftlich hochinteressante Rohstoffe bereitzustellen und gleichzeitig im Einklang mit den Erfordernissen des Kyoto Protokolls zu stehen. Es wird versucht, die Machbarkeit und das Potential der Implementierung dieser Prozesse in bestehende Dampfreformer aufzuzeigen.

Dabei wird Methan (CH4) katalytisch in einem CVD-Reaktor bei einer Temperatur von ca. 600°C zersetzt, wodurch ein heißes, mit Wasserstoff angereichertes Gas entsteht, das zu etwa 2/3 Wasserstoff und zu einem Drittel CH4 enthält. Dieses CH4 wird in einem herkömmlichen Dampfreformer weiter zu Wasserstoff und CO₂ umgewandelt. Dadurch können die CO₂ Emissionen bis zu 100% gesenkt werden. Zusätzlich bietet das dabei anfallende Nebenprodukt CNF wirtschaftlich große Chancen für neuartige Verbundwerkstoffe. Aufgrund der hervorragenden chemischen und physikalischen Eigenschaften von Nanofasern ist deren möglicher Einsatzbereich als Füllstoff in technischen Produkten überaus weitreichend, wie z. B. in Hochleistungsverbundwerkstoffen, der Mikro-/Elektronik, Bildschirmen, Batterien, Superkondensatoren, Brennstoffzellen, um nur einige zu nennen. Daher bieten sich für dieses "Nebenprodukt" hervorragende marktwirtschaftliche Entwicklungsmöglichkeiten.

Das vorliegende Forschungsvorhaben soll die Durchführbarkeit dieses Verfahrens im Labormaßstab unter Beweis stellen. Im Rahmen eines nachfolgenden Demonstrationsprojektes soll diese Verfahren realisiert werden.

Projektleiter

Mag. Alfred Hager
Electrovac AG

Electrovac AG
Mag. Alfred Hager
Aufeldgasse 37-39
3400 Klosterneuburg
E-Mail: HAG@electrovac.com
Tel.: +43 (2243) 450 408
Fax: +43 (2243) 450 415
Web: www.electrovac.com