Umweltfreundliche Verbrennung durch Chemical- Looping-Verfahren
Durch Verbrennung fossiler Brennstoffe für die Stromerzeugung wird Kohlendioxid produziert - ein wichtiger Faktor für den globalen Klimawandel. Technologien für die Abscheidung von Kohlendioxid aus Verbrennungsprozessen sind ein wichtiger Schritt bei der Umstellung auf erneuerbare Energiequellen.Chemical-Looping-Kessel sind sehr vielversprechend, da sie einen geringen Energiebedarf haben. Mit dieser Technologie werden Kohlenwasserstoffe in einem Wirbelschichtreaktorsystem oxidiert. Mithilfe der EU-Finanzierung des Projekts "Innovative oxygen carriers uplifting chemical-looping combustion" (INNOCUOUS) konnten die Wissenschaftler ein Verfahren im Labormaßstab vebessern, um es auf die industrielle Umsetzung vorzubereiten. Das ursprüngliche Chemical-Looping- Verbrennungsverfahren stützt sich auf teure und gefährliche Nickel-basierte Sauerstoffträger. INNOCUOUS versuchte, eine angemessene Leistung im industriellen Maßstab mit neuen umweltfreundlichen Sauerstoffträgerpartikeln zu erreichen. Damit umfasste die Atbeit sowohl die Auswahl neuer Sauerstoffträger als auch technische Verbesserungen am Design des Wirbelschichtreaktors. Die Wissenschaftler untersuchten nickelfreie Materialien und Mischoxide unter Verwendung einer minimalen Menge an Nickel. Ausgehend von 160 Proben verengte das Team das Feld auf ein paar vielversprechende Kandidaten, die preiswert und umweltfreundlich waren. Diese wurden erfolgreich in 10-Kilowatt- und 120- Kilowatt-Reaktoren mit 100% Kraftstoffumwandlung (im Gegensatz zu 98-99% aus Nickel-Materialien) und Kohlendioxidabscheidung eingesetzt. Die wissenschaftliche Arbeit hat zu neun Publikationen geführt und mehreren, die sich in verschiedenen Veröffentlichungsstadien befinden. Obwohl die Kosten für einen Chemical-Looping-Kessel höher liegen als bei einem üblichen Gaskessel, ist er nicht unerschwinglich. Außerdem gibt es Raum für Optimierung, um sicherzustellen, dass die Vorteile die Kosten überwiegen. Die Partner von INNOCUOUS ersetzten nickelhaltigen Sauerstoffträger in einem Chemical-Looping-Kessel erfolgerich mit umweltfreundlichen Alternativen und erreichten gleichzeitig eine komplette Kraftstoffumwandlung, womit die Technologie einen Schritt näher an die Umsetzung geführt wurde.
Schlüsselbegriffe
Chemical looping combustion, Kohlenstoffabscheidung, Nickel, Sauerstoffträger
