poXos® - Geringste Betriebskosten und CO2 Emissionen bei der lokalen Sauerstoffproduktion

Projekt

poXos®-Generatoren erzeugen vor Ort reinen Sauerstoff (O2). Das patentierte Membrantrennverfahren benötigt deutlich weniger Strom als die Druckwechseladsorption. Bei hohem Jahresnutzungsgrad sind die Betriebskosten deutlich niedriger als bei einer Belieferung mit Sauerstoff. Die CO2-Emissionen der Sauerstoff-Versorgung können dadurch um mehr als 50 Prozent gesenkt werden.

Interview mit Dr.-Ing. Robert Hoffmann

© Shutterstock / M-Production
Kläranlagen der 4. Reinigungsstufe dienen aktiv der Spurenstoffbeseitigung im Abwasser. Die poXos® Sauerstoffgeneratoren produzieren den zur Ozonung benötigten Sauerstoff vor Ort.

Einsatz für die Wasserbehandlung

 

Besonders hohe Einsparungen werden bei der Abwasserbehandlung mit Ozon auf der Kläranlage erreicht. Die Anlieferung, Lagerung und Verdampfung von LOx (Liquid Oxygen – tiefkalter flüssiger Sauerstoff) zur Speisung der Ozon-Generatoren entfallen. Das aus dem Abwasser austretende, hoch Sauerstoff-haltige Off-Gas wird dem poXos® - Generator erneut zugeführt. Der erzeugte Sauerstoff wird durch diese Schließung des Prozesses vollständig ausgenutzt. Außerdem entfällt der üblicherweise erforderliche Restozon-Vernichter. Wird der poXos® - Generator mit Klärgas betrieben, ist eine CO2-neutrale Herstellung des Sauerstoffs möglich.

Bei einem jährlichen Bedarf von 500.000 m3 O2 und einem Lieferpreis von 0,25 €/m3 kann eine jährliche Einsparung von 100.000 € erreicht werden.

 

Nachhaltig - voll Recycling-fähig

 

poXos®-Generatoren sind darauf ausgelegt, nach Ablauf ihrer Lebensdauer recycelt zu werden. Das enthaltene keramische Membranmaterial wird vollständig in den Herstellungsprozess neuer Membranen rückgeführt, um den Ressourcenverbrauch zu minimieren.

poXos® schließt effizient den Sauerstoff-Versorgungskreislauf in der Abwasserbehandlung

© Fraunhofer IKTS
Ozonung in Klärwerken zur Wasseraufbereitung, Links: Stand der Technik, Rechts: Lösung mit poXos®.

Weitere Einsatzgebiete

 

Alle O2-Anwendungen profitieren von den niedrigen Betriebskosten und CO2-Emissionen bei der O2-Erzeugung vor Ort mit poXos®-Generatoren.

  • Mit dem hochreinen und sterilen Sauerstoff können medizinische Einrichtungen versorgt werden. Das Genehmigungsverfahren ist bereits angestoßen.
  • In der Fischzucht werden höhere Besatzdichten und schnelleres Wachstum möglich.
  • Bei Verbrennungsprozessen mit Sauerstoff kann die Effizienz deutlich gesteigert werden. Von der daraus resultierenden Brennstoffeinsparung von bis zu 50 Prozent profitieren vor allem energieintensive Hochtemperaturprozesse wie z. B. in der Metallurgie, Glasherstellung oder Zementproduktion. Außerdem fällt bei der Verbrennung mit reinem Sauerstoff (Oxyfuel) konzentriertes CO2 an, für dessen Abtrennung normalerweise Energie aufgewendet werden muss.
  • Sauerstoff wird ebenso für die Syntheseerzeugung, die Desinfektion (BHKW, Raumluft), das Brennschneiden oder in der Schweißtechnik benötigt.

Gegenwärtige Entwicklungsschwerpunkte

 

Derzeit wird der Einsatz von Schwachgas zur Beheizung der poXos®-Generatoren untersucht. Für die Abwasseraufbereitung durch Ozonung werden die Geräte für die Rückführung des hoch sauerstoffhaltigen Off-Gases angepasst . Auch eine variable Drucksteigerung des Sauerstoffs muss realisiert werden.

Die ersten Prototypen werden bereits im ersten Quartal 2023 bei Testkunden eingesetzt. Die Marktreife der poXos®-Generatoren wird für das erste Quartal 2024 erwartet.

Parallel wird die Brennstoffeinsparung und CO2-Abtrennung aus Oxyfuel-Prozessen erprobt.

Geplantes Startup

 

poXos® ist ein geplantes Startup aus dem Fraunhofer IKTS mit dem Ziel der Kommerzialisierung des patentierten Membrantrennverfahren zur Sauerstofferzeugung.

Das Vorhaben poXGen (FKZ: 03EFSTH033) wird im Rahmen des EXIST-Programms durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klima und den Europäischen Sozialfonds gefördert.

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