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Verwertung von CO2 als Kohlenstoffbaustein unter Verwendung überwiegend regenerativer Energie (CO2RRECT)

Verwertung von CO2 als Kohlenstoffbaustein unter Verwendung überwiegend regenerativer Energie (CO2RRECT)
Ansprechpartner:

Dr. Thorsten Kayser

Förderung:

BMBF

Partner:

Bayer Technology Services GmbH (Projektleitung)
Bayer MaterialScience AG
RWE Power AG
Siemens AG
Invite GmbH
CAT Catalytic Center
RWTH Aachen
Max-Planck-Institut Magdeburg
Fritz-Haber-Institut Berlin
Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock
Ruhr-Universität Bochum
Technische Universität Dortmund
Technische Universität Dresden
Universität Stuttgart
Karlsruher Institut für Technologie
Technische Universität Darmstadt

Starttermin:

01.10.2010

Endtermin:

31.12.2013

Der jährliche weltweite anthropogene CO2-Ausstoß liegt im Bereich von 30 Gt und macht etwa 60 % des vom Menschen verursachten zusätzlichen Treibhauseffekts aus. Der Fokus des CO2RRECT Projektes liegt in der stofflichen Verwertung von CO2 als Rohstoff für die chemischen Industrie um damit einen direkten Beitrag zur Reduktion dieser Emissionen zu leisten. Da das CO2 als Kohlenstoffquelle nahezu unbegrenzt zur Verfügung steht und dabei konventionelle Rohstoffe der chemischen Industrie wie z.B. Methan ersetzt, kann somit gleichzeitig der Bedarf an fossilen Primärenergieträgern reduziert werden. 


CO2 ist eine thermodynamisch sehr stabile Verbindung deren Aktivierung erhebliche Mengen an Energie erfordert. Dies geschieht durch die Reaktion mit H2 oder CH4 mit geeigneten Katalysatoren und bei hohen Temperaturen. In CO2RRECT werden die folgenden Prozesse zur Umsetzung von CO2 zu Kohlenmonoxid (CO) untersucht:
                                 Reverse Water-Gas-Shift              CO2 + H2   --> CO + H2O
                                 Dry Reforming                             CO2 + CH4 --> 2CO + 2H2
Eine CO2-Aktivierung ist im Sinne von Nachhaltigkeit und Klimaschutz allerdings nur dann sinnvoll, wenn die Energie überwiegend aus regenerativen Quellen stammt.
Bei der Reduktion handelt es sich um eine endotherme Reaktion, bei der laufend Energie in Form von Wärme zugeführt werden muss. Am IHM wird der Einsatz einer Mikrowellenheizung für diesen Zweck untersucht. Mikrowellen bieten den Vorteil, dass diese in den Katalysator-Träger eindringen und diesen somit direkt im Inneren erwärmen. Auf diese Weise erreicht die Energie direkt den Ort der Reaktion, und lässt sich somit effizienter nutzen.
Zur experimentellen Untersuchung wird am IHM ein Applikator im Labormaßstab aufgebaut. Dieser bildet auch die Grundlage für die Erstellung eines Simulationsmodells. In diesem Modell müssen die wechselseitige Verkopplung des elektromagnetischen Feldes, des thermischen Feldes und der Reaktionskinetik berücksichtigt werden. Nur damit lassen sich gezielte Aussagen hinsichtlich der Energiebilanz und damit der Effizienz dieses neuartigen Verfahrens treffen.