Keramische Membranen für die H$_{2}$-Abtrennung in CO-Shift-Reaktoren

van Holt, Desiree

Book/Dissertation / PhD Thesis

FZJ-2015-01350

Keramische Membranen für die H$_{2}$-Abtrennung in CO-Shift-Reaktoren

van Holt, D. (Corresponding Author)FZJ*

2014
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag Jülich
ISBN: 978-3-95806-007-4

Jülich : Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek, Verlag, Schriften des Forschungszentrums Jülich Reihe Energie & Umwelt / Energy & Environment 236, 169 S. (2014) = Dissertation, Universität Bochum, 2014

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/8413

Abstract: Der stetig wachsende globale Energiebedarf führt zu einem ebenfalls stark steigenden Interesse an Wasserstoff als Energieträger [JEN07]. Damit verbunden ist ein akuter Bedarf an neuartigen Materialien für eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich der Gastrennung, wie etwa zur Wasserstoff-Erzeugung. Die Entwicklung selektiver H$_{2}$-Transport-Membranen ist dabei von großer Bedeutung für Einsatzgebiete wie der Herstellung [PHA06] und der Aufreinigung [LU07] von H$_{2}$. Wie unten dargelegt, ist auch der Einsatz von H$_{2}$-selektiven Membranen für die Abtrennung von CO$_{2}$ in fossilen Kraftwerken. Der seit den 1950er Jahren anhaltende Trend erhöhter Jahresdurchschnittstemperaturen ist mit großer Wahrscheinlichkeit auf die steigenden Emissionen anthropogener (griech. ánthropos = Mensch, genes = entstehen) Treibhausgase wie CO$_{2}]$ und Methan (CH$_{4}$) zurückzuführen [BAR07]. Methan besitzt zwar ein größeres Treibhauspotenzial als CO$_{2}$, dieses gilt jedoch aufgrund der hohen Emissionen als schädlichster und somit wichtigster Vertreter der Treibhausgase [FRA12]. Der durchschnittliche weltweite pro-Kopf-Ausstoß/a von CO$_{2}$ ist zwischen 1950 und 2008 von 0,65 auf 1,3 t/a angestiegen [BOD10]. Die Abtrennung von CO$_{2}$, wie z.B. durch eine selektive, membranbasierte Entfernung von Wasserstoff aus dem Gasgemisch, führt aufgrund des damit verbundenen, prozessbedingt erhöhten Energieaufwandes zu Wirkungsgradverlusten bis hin zu 10 %-Punkten [FRA12]. Es besteht daher ein sehr großes Interesse daran, den Abtrennprozess zu optimieren, um diese Effizienzverluste so stark wie möglich zu reduzieren. Eine sehr vielversprechende Möglichkeit dazu stellt die Integration des sogenannten Pre-Combustion-Capture in den Prozess eines IGCC-Kraftwerkes (integrated gasification combined cycle) dar. In einem IGCC-Kraftwerk wirdim Gegensatz zu konventionellen, kohlebasierten Dampfkraftwerken aus einem festen Brennstoff mittels Vergasung zunächst ein gasförmiger Brennstoff erzeugt, der imWesentlichen aus CO und H$_{2}$ (Synthesegas) besteht. Dieses Synthesegas wird gereinigt und dann einem kombinierten Gas- und Dampfturbinen-Prozess (GuD) zugeführt....

Keyword(s): Dissertation

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