Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Flexible Wandlung von CO2 und EE-H2 zu Mitteldestillat-Komponenten durch Fischer-Tropsch-Synthese in Mikroreaktoren mit Hilfe neuartiger Fe-Katalysatoren (MikroFe)

Das anvisierte Vorhaben befasst sich mit der klimaneutralen Herstellung von Mitteldestillatkomponenten (v.a. Kerosin, Diesel und Heizöl) mit Hilfe der Fischer-Tropsch-Synthese. Das Konzept sieht die Bereitstellung von CO und CO2 durch Biomasse und im Rahmen einer Kohlenstoffkreislaufführung aus Verbrennungsabgasen oder Luft vor. Der Wasserstoff wird durch Wasser-Elektrolyse bezogen, welche mit „regenerativem“ Strom betrieben wird. Da die Kohlenstoffquellen unterschiedlichen Ursprungs sind und der elektrische Strom flexibel anfällt, soll das Konzept in erster Linie dezentrale kleinskalige Anlagen verfolgen. In Abgrenzung zum Stand der Technik besteht der Innovationsgrad in der Entwicklung von lastflexiblen Mikroreaktionsapparaten sowie neuartigen Eisenkatalysatoren. Angestrebt sind Anlagen mit Kapazitäten von 8 bis 800 bpd, die nach destillativer Aufbereitung drop-in-fähiges Mitteldestillat liefern. Die Entwicklung der Fe-Katalysatoren ist erforderlich, da die bekannten Cobalt-Katalysatoren gegenüber CO2 nicht stabil sind und Eisen aufgrund seiner Wassergas-Shift-Aktivität flexible Feed-Zusammensetzungen zulässt. Für die gegebene Zielstellung ergibt sich somit Entwicklungsbedarf auf Katalysator-, Reaktor- und Verfahrensebene. Im Speziellen sollen folgende Ziele erreicht werden: (1) Entwicklung eines neuartigen Fe-Katalysators für die CO2-basierte Fischer-Tropsch-Synthese unter dynamischen Betriebsbedingungen. (2) Übertragung des Fe-Katalysators auf dynamisch betriebene Mikrostrukturreaktoren und Integration in ein lastflexibles Power-to-Liquid-Konzept. (3) Techno-ökonomische Bewertung des Verfahrens.

Die Projektziele werden entscheidende technische und ökonomische Impulse für die dezentrale Umwandlung von CO2 zu klimaneutralen Mitteldestillat geben, von denen Unternehmen, insbesondere KMU, in den Branchen Katalysatortechnik, Chemieanlagenbau, Elektrolyse, Elektroinstallation, Metallverarbeitung, Laboranalytik und Verbrennungstechnik profitieren werden.