Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Die Synthese und Charakterisierung verschiedenster Zeolith- und Kohlenstoffmaterialien für Membrananwendungen in der Gas- und Flüssigphasenseparation sind ein Schwerpunkt der Arbeitsgruppe »Zeolith- und Kohlenstoffmembranen«. Im Rahmen der Membranentwicklung werden Zeolith- und Kohlenstoffmaterialien in Form dünner Schichten auf keramische Substrate aufgebracht. Durch eine geeignete Auswahl spezifischer Prozessparameter in der Membranherstellung lassen sich maßgeschneiderte Eigenschaften für die jeweilige Anwendung generieren. Auch nachträgliche Funktionalisierungen können hierbei zu anwendungsspezifischen Membraneigenschaften beitragen. Ein junges Forschungsfeld der Arbeitsgruppe ist die Entwicklung von Metallmembranen für die Abtrennung von Wasserstoff.
Neben dem Einsatz in der Gas- und Flüssigphasenseparation können Membranen auch für die Effizienzsteigerung von chemischen Stoffsynthesen genutzt werden. Hierfür werden Zeolith- und Kohlenstoffmembranen mit Katalysatoren kombiniert und zu Membranreaktoren aufgebaut.
In Kooperation mit weiteren Arbeitsgruppen am Fraunhofer IKTS kann die Membranfertigung auf industriell relevante Maßstäbe skaliert werden. Darüber hinaus bestehen ebenso Kompetenzen in der Anlagen- und Prozessauslegung – vom Labormaßstab bis hin zu komplexen Prozessketten.
Weitere Forschungsaktivitäten umfassen die Synthese von Pulvermaterialien, die beispielsweise als Katalysatoren, Füllmaterialien in Mixed-Matrix-Membranen und Kompositen oder als Wärmespeicher eingesetzt werden können.