Neue Technologie zur Wasserstoffgewinnung
Das Verfahren der Druckwechseladsorption (Pressure Swing Adsorption, PSA) umfasst die Gewinnung von Wasserstoff aus einem Gemisch aus Methan, CO2, Kohlenmonoxid und Stickstoff. Man erreicht das durch Einpressen der Gase in Säulen, die ein chemisches Adsorptionsmittel enthalten. Wasserstoff reagiert nicht mit dem Adsorbens und kann anschließend wiedergewonnen werden. Die Arbeit der Initiative HY2SEPS-2 (Hybrid membrane - Pressure swing adsorption (PSA) hydrogen purification systems) resultierte in der Entwicklung eines PSA-Hybridsystems, das ein Membrantrennverfahren beinhaltet. Ein wichtiger Vorteil des Hybridsystems besteht darin, dass es CO2 einfangen kann, bevor es in die Atmosphäre freigesetzt wird. Forscher versuchten, Membranen mit verbesserten Eigenschaften zu entwickeln, mussten aber feststellen, dass eine kommerzielle CO2-selektive Membran der von ihnen entwickelten Membran überlegen war. Sie untersuchten überdies Adsorptionsmaterial mit verschiedenen strukturellen Eigenschaften und fanden heraus, dass das beste Material für die CO2-Adsorption ein weiteres handelsübliches Produkt war. Das Team baute einen Prototyp und verglich ihn mit einem konventionellen PSA-System. Man stellte fest, dass das Hybridsystem eine um 4 % erhöhte Wasserstoffausbeute hatte, ohne dabei an Reinheit einzubüßen. Die Adsorptionszeit verlängert sich um 8 %, was sich aber positiv auf die Lebensdauer der Ausrüstung auswirkt. Projekterkenntnisse und -resultate können im Endeffekt zur Verbesserung der Wasserstoffproduktion beitragen. Wasserstoff hat für die Infrastruktur der erneuerbaren Energien, zum Beispiel in Brennstoffzellen für Fahrzeuge, maßgebliche Bedeutung. Außerdem werden durch das Hybridsystem die Kohlenstoffemissionen reduziert.
Schlüsselbegriffe
Wasserstoffgewinnung, CO2, Druckwechseladsorption, Hybridmembran, Wasserstoffreinigung
