Kohlenstoffbasierte Membranen

Gruppe

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Übersicht Kohlenstoffmembranen.

Edelstahlmodule für Kohlenstoffmembranen.

Modularer Einbau von Kohlenstoffmembranen.

Die Prozessindustrie sucht ständig nach kostengünstigen Verfahren zur Trennung von Fluiden oder Gasgemischen. Bei der Entwicklung neuer Kraftwerkskonzepte mit verringerter Schadstoffemission und höherem Wirkungsgrad treten gastrennende Membranen immer mehr in den Blickpunkt des Interesses. Die Motivation für den Einsatz von Kohlenstoff als Membranmaterial ist der Schichtebenenabstand im Graphit, der mit 0,34 nm in der Größenordnung kleiner Gasmoleküle liegt. Neben der Anwendung als Membranen gilt Kohlenstoff auf Grund seiner definierten Struktur, der großen spezifischen Oberfläche und der besonderen Oberflächenaktivität auch als geeignetes Material für Katalyse und Energiespeicher. Der Vorteil von kohlenstoffbasierten Membranen im Vergleich zu zyklischen Prozessen wie Adsorption und Desorption beruht auf dem kontinuierlichen Betrieb, einer einfachen und flexiblen Anlagenkonzeption mit niedrigen Investitionskosten und geringem Energiebedarf.

Die Fertigung von kohlenstoffbasierten Membranen erfolgt durch Abscheidung polymerer Precursoren auf porösen, keramischen Trägern und anschließende Pyrolyse. Dabei können die Trenneigenschaften der dünnen Membranschichten in weiten Grenzen durch Variation des Membranmaterials angepasst werden. Sie zeigen so ein unterschiedliches Potential zur Trennung von Gasen unterschiedlicher Molekülgröße (molsiebendes Trennverhalten, z. B. H2/CO2), aber auch zur Separation von Gasen ähnlicher Molekülgrößen durch Adsorption (z. B. CO2-Abtrennung aus Biogas). Die Membranen sind für den Einsatz bei hohen Temperaturen und bieten Potenzial für Anwendungen in Energiespeichertechnik.

 

Leistungsangebot

 

  • Musterfertigung von kohlenstoffbasierten Membranen auf keramischen Trägern unterschiedlichen Materials und unterschiedlicher Geometrie (Scheiben, Einkanal-, Mehrkanalrohre, Kapillaren)
  • Entwicklung und Synthese spezifischer Precursoren
  • Entwicklung molsiebender oder adsorptionsselektiver, kohlenstoffbasierter Membranen für kundenspezifische Trennaufgaben
  • Konzipierung und Ausstattung von Pilotanlagen

Trennmechanismen in Kohlenstoffmembranen

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