Forschung an Verfahren zur Wasserstoffgewinnung

josef

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#1
WASSERSTOFFGEWINNUNG
Grüner Wasserstoff aus Holz
Wasserstoff könnte ein nachhaltiger Energieträger sein. Grazer Forscher haben ein Verfahren entwickelt, das die Gewinnung aus Holz effizienter macht

Die Wasserstoffproduktion basiert heute großteils auf fossiler Energie. Künftig könnte Holz dafür herangezogen werden.
Foto: APA / Roland Schlager

Am Wasserstoff scheiden sich die Geister. Die einen halten ihn für die Zukunft der alternativen Energieversorgung. Andere bemängeln seine wenig nachhaltigen Produktionsmöglichkeiten. Der Großteil des verwendeten Wasserstoffs wird heute aus Erdgas hergestellt. Eine nachhaltige Alternative ist die Wasserstoffgewinnung aus Holz oder Holzabfällen. Dabei wird Holz vergast und aus dem Gas anschließend Wasserstoff gewonnen.

Forscher des Kompetenzzentrums Bioenergy and Sustainable Technologies (BEST) in Graz haben diese Technologie im Rahmen eines von der EU geförderten Projekts optimiert. Das kürzlich abgeschlossene Projekt "Reaktoroptimierung durch membranbasierte Prozessführung" (ROMEO) hatte ein Volumen von sechs Millionen Euro.
Neben BEST, das im Rahmen des Comet-Programms von Wirtschafts- und Klimaschutzministerium durch die Förderagentur FFG unterstützt wird, waren einige Unternehmen und akademische Einrichtungen als Partner beteiligt.

Chemisch gebunden
Holz enthält neben Kohlenstoff auch Wasserstoff, allerdings in Form chemisch gebundener Kohlenwasserstoffe. Die Vergasung dient dazu, ein Synthesegas zu erzeugen, aus dem man in der Folge den Wasserstoff gewinnen kann. Das erfolgt mittels der sogenannten Wassergas-Shift-Reaktion.
Dabei werden Wasser und Kohlenmonoxid im Beisein eines Metalloxid-Katalysators zu Wasserstoff und Kohlendioxid umgewandelt. Das Kohlendioxid wird nicht benötigt und muss entfernt werden. Aus dem verbleibenden Gasgemisch lässt sich dann durch Verdichtung und Reinigung der gewünschte Wasserstoff abscheiden.

Erste Pilotanlage
Das neue Konzept erlaubt die Kombination der Abtrennung von Kohlendioxid mit der Umwandlung von Kohlenmonoxid zu Wasserstoff in nur einem einzigen Prozessschritt. Möglich wurde das durch eine neuartige Trennmembran, die den Katalysator umschließt. Sie scheidet das Kohlenmonoxid ab, wodurch mehr Kohlenmonoxid zu Wasserstoff umgesetzt werden kann und sich die Wasserstoffausbeute deutlich erhöht.

In Güssing haben die Forscher eine von Projektpartnern aus Dänemark und Deutschland gebaute Pilotanlage installiert und das neue Verfahren getestet. Die Ergebnisse sind vielversprechend: Gegenüber herkömmlichen Anlagen konnte der Energieverbrauch um 15 Prozent, der Rohstoffverbrauch um elf Prozent und die Emissionen um 40 Prozent reduziert werden. Auch war die Wasserstoffausbeute höher als ursprünglich erhofft.

Noch nicht marktreif
Marktreif ist die neue Technologie allerdings noch nicht, wie Jürgen Loipersböck, der Projektverantwortliche seitens BEST, einräumt. "Wir haben bewiesen, dass das Konzept funktioniert", sagt er. "Der spannende Teil wird es jetzt sein, dieses Konzept in größerem Maßstab umzusetzen."
Nachfolgeprojekte dafür sind bereits in Planung. Bis zum Einsatz in industriellen Anlagen wird es aber noch mindestens drei Jahre Entwicklungsarbeit benötigen, schätzt Loipersböck. Eine ideale Anwendungsmöglichkeit wären Anlagen zur Biomassevergasung. Dabei ließe sich der Gesamtwirkungsgrad des Systems von derzeit 55 Prozent auf rund 65 Prozent erhöhen, schätzen die Grazer Wissenschafter.
(Raimund Lang, 15.4.2021)
Grüner Wasserstoff aus Holz
 

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#2
Neue Anlage für Wasserstoffproduktion
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In Kremsmünster (Bezirk Kirchdorf) wird am Donnerstag erstmals in Österreich eine Anlage für Methan-Elektrolyse in einem industriellen Umfeld in Betrieb gehen. Mit innovativer Technologie will dort die RAG Austria AG Wasserstoff und hochreinen Kohlenstoff erzeugen.
Online seit heute, 12.34 Uhr
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Wasserstoff gilt als einer der wichtigsten Energieträger der Zukunft. Hochreiner Kohlenstoff wiederum wird als wertvoller und derzeit auch knapper Rohstoff in verschiedenen Industrien – zum Beispiel in der Medizintechnik oder in der Luft- und Raumfahrt – verwendet. Auch für die Produktion von Batterien, Computerchips oder Kohlenstofffasern kommt er zum Einsatz. In der neuen Anlage in Kremsmünster wird Methan, also von der RAG gefördertes Erdgas, in Wasserstoff und festen Kohlenstoff gespalten.

Wasserstoff wird in Energiespeichern aufbewahrt
Die für diesen Prozess notwendige Energie kommt aus CO2-freiem Sonnenstrom. Der Wasserstoff kann dann in den Energiespeichern der RAG aufbewahrt werden. Im Blockheizkraftwerk in Krift bei Kremsmünster, dem ersten Wasserstoffkraftwerk Österreichs, wird der klimaneutrale Energieträger für die Eigenstrom- und Wärmeversorgung des Standorts genutzt.

Energie für bis zu 800 Haushalte
In den kommenden Wintern kann die Energie auch bis zu 800 Haushalte mit Fernwärme und Strom in der Region Kremsmünster versorgen. Neben dem deutschen Wasserstofftechnologie-Unternehmen Graforce, sind auch die Universität für Bodenkultur und die Montanuniversität Leoben an der Methan-Elektrolyse in Kremsmünster beteiligt.

Bei der Inbetriebnahme der neuen Anlage am Donnerstag waren auch Finanzminister Magnus Brunner, Wirtschaftslandesrat Markus Achleitner und Markus Mitteregger, CEO der RAG Austria AG in Kremsmünster.
28.09.2023, red, ooe.ORF.at

Neue Anlage für Wasserstoffproduktion
 
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