Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
ECO2SEP Sorptionsbasierte und membranbasierte Technologien zur Abtrennung von CO₂
Projekt
Teilprojekt Fraunhofer IKTS: Effiziente CO2 Separation durch anorganische Membranen
Kurzbeschreibung:
Der Einstieg in eine effiziente Kohlenstoffkreislaufwirtschaft erfordert eine beliebig skalierbare Technologie zur Abtrennung und Rückgewinnung von CO2 in möglichst reiner Form.
Das Vorhaben ECO2SEP adressiert die Entwicklung eines neuartigen, effizienten Prozesses und intelligenter Prozessverschaltungen zur Gewinnung von CO2 aus Gasgemischen unterschiedlichster Konzentration (Abgase, Prozessgase, Biogas …) in einem breit einsetzbaren industriellen Umfeld. Hierzu werden ein Membranverfahren und ein sorptiver Separationsschritt weiterentwickelt und optimale Verschaltungsweisen beider Verfahren entwickelt und erprobt. Ziel ist es, durch diese Verfahrenskombination einen effizienten Prozess zu realisieren, der Kohlendioxid in einer Reinheit > 99 % aus Prozessgasen extrahieren kann und als Rohstoff zur Verfügung stellt.
Der Schwerpunkt der Aufgaben des Fraunhofer IKTS liegt auf der Entwicklung CO2 selektiver, anorganischer Membranen auf Basis von trennaktiven Schichten aus Kohlenstoff und Zeolith. Aufbauend auf dem am IKTS vorhandenen Stand der Technik wird die spezifische Fläche der Membranen erhöht, mit dem Ziel, die Technologie auf mindestens 0,5 m lange Mehrkanalrohre zu übertragen, die Kompaktheit der Membranmodule zu erhöhen und spezifische Kosten zu reduzieren. Die Membranen werden umfassend charakterisiert und im Labor die Trenneigenschaften ermittelt.
Aufbauend auf den Ergebnissen einer Anforderungsanalyse zu Beginn des Projektes und den aktuellen Membranleistungen wird eine mobile Membranversuchsanlage im erweiterten Labormaßstab konzipiert und aufgebaut. Diese Anlage wird auch mit der sorptiven Aufbereitungstechnologie des Projektpartners RR Beth gekoppelt werden können, um die Verschaltung beider Verfahren und relevante Konzentrationsbereiche für den jeweiligen Aufbereitungsschritt optimieren zu können. Als Ergebnis sollen Anforderungen an die Teilschritte erfasst, vorteilhafte Verschaltungsweisen entwickelt, und Energiebedarfe ermittelt werden, die es erlauben Skalierungskonzepte für die industrielle Übertragung zu entwickeln und zu überprüfen.
Projektlaufzeit: 1.1.2025 – 30.6.2027