Kohlenstoffmembranen

Thema

© Fraunhofer IKTS
Kohlenstoffmembranen auf verschiedenen keramischen Substraten.
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REM-Aufnahme der Bruchfläche einer Kohlenstoffmembran mit einer Schichtdicke von 720 nm.
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Kohlenstoffmembran auf Basis eines 19-Kanalrohres.

Aufgrund seiner Temperatur- und Druckstabilität in Kombination mit chemischer Beständigkeit ist Kohlenstoff interessant für den Einsatz als Membranmaterial für Aufgaben in der Gastrennung, Pervaporation, Dampfpermeation und Flüssigfiltration.

Der Gastransport durch Membranen ist stark von Materialstruktur, Porengröße und Dicke der Membranschicht abhängig. Bei Kohlenstoffmembranen werden daher zwei Typen von Membranen unterschieden: die molekularsiebende Kohlenstoffmembran (MSCM) und die adsorptionsselektive Kohlenstoffmembran (ASCM). Molsiebende Kohlenstoffmembranen erlauben die Trennung von Gasgemischen aufgrund unterschiedlicher Molekülgrößen, wie zur selektiven Abtrennung von Wasserstoff aus Erdgas (H2/CH4). Adsorptionsselektive Kohlenstoffmembranen ermöglichen dagegen die Trennung von Gasgemischen mit ähnlichen Molekülgrößen aufgrund unterschiedlichem Adsorptionsverhalten und verschiedenen Diffusionsgeschwindigkeiten. Einsatz finden sie beispielsweise in der Biogasaufbereitung zur CO2/CH4-Abtrennung.

 

Leistungsangebot

 

  • Musterfertigung asymmetrisch aufgebauter Kohlenstoffmembranen auf Flachsubstraten und Rohrgeometrien (Einkanal und Mehrkanal) mit einer Länge von bis zu 0,5 m
  • Entwicklung von Kohlenstoffmembranen für kundenspezifische Aufgaben in der Gastrennung, Pervaporation, Dampfpermeation und Flüssigfiltration
  • Membranpräparation auf keramischen Trägern eigener Herstellung sowie auf Kundensubstraten
  • Scale-up der Membranpräparation einschließlich Musterfertigung bis zu einer Länge von 1,2 m