Das METPORE II Verbundprojekt untersucht die Abtrennung von Kohlendioxid (CO₂) aus Rauchgasen mittels keramischer Membranen, um das aufkonzentrierte CO₂ im CCS-Verfahren effizienter in entsprechende Speicherstrukturen verpressen zu können. Diese Strategie zur CO₂-Abtrennung aus Gasgemischen kann prinzipiell auch bei anderen Verfahren (Biogasaufbereitung) eingesetzt werden, die ebenfalls von der thermischen und chemischen Stabilität keramischer Membranen profitieren.  
Im Teilprojekt am Lehrstuhl Verbrennungstechnik des Engler-Bunte-Instituts sollen die Mechanismen bei der Kohlendioxid/Stickstoff- (CO₂/N₂)-Trennung mittels unterschiedlicher Membranen aufgeklärt werden, um aus diesen Erkenntnissen Designstrategien für optimierte Membranen ableiten zu können. Zu diesem Zweck sollen die Diffusionskoeffizienten der Gasmoleküle für die Membranen nach der Wicke-Kallenbach-Methode untersucht werden. Neben den Majoritätenkomponenten Stickstoff und Kohlendioxid wird mit dem Versuchsstand auch die Rolle von Wasserdampf als Bestandteil von Rauchgasen bei der Coadsorption als wichtigen Schritt der Permeation untersucht, dazu kann Wasserdampf dem synthetischen Rauchgas in weitem Konzentrationsbereichen zudosiert werden. Bei der Untersuchung werden moderne Gasmischstationen eingesetzt, für die Gaskonzentrationsmessung wird ein Quadrupolmassenspektrometer mit hoher Messempfindlichkeit und weitem Messbereich verwendet.
Dieses Projekt wird vor Ort durch ein weiteres Teilprojekt zur Degradations- bzw. Beständigkeitsmessung an den Membranen der DVGW-Forschungsstelle ergänzt, beide Teilprojekte nutzen hierbei synergetisch die Gasinfrastruktur und Gasanalytik.

 

Das KIT ist im CELBICON Projekt dafür verantwortlich eine energieeffiziente Bereitstellung des Feedstocks für die Elektro-katalytische Einheit, die aus einer CO2/Wasser Lösung bei erhöhter Temperatur und Druck besteht. Da der Energieverbrauch der Lösung von CO2 in Wasser vom Energieaufwand für die Kompression des gasförmigen CO2 dominiert wird, wird das KIT auf der Grundlage von aktuellen Entwicklungen eine neue Methode zur Kompression und
gleichzeitigen Lösung von CO2  in Wasser erforschen.

 

Im “STORE&GO” Projekt werden drei innovative "Power to Gas" (PtG) Speicherkonzepte an Standorten in Deutschland, Schweiz und Italien demonstriert um technische, ökonomische, soziale und gesetzliche Beschränkungen für deren Einsatz zu überwinden. Diese Vorführanlagen werden den Weg für eine Integration des PtG-Specherkonzepts in flexible Energieversorgungs- und -verteilungssysteme mit einem hohen Anteil regenerativer Energien ebnen. Durch die Verwendung des Methanisierungsprozesses als Brückentechnologie wird im Projekt dargestellt und erforscht auf welche Art diese innovativen PtG-Konzepte dazu in der Lage sind die Hauptproblematiken erneuerbarer Energiequellen zu lösen: Fluktuierende Erzeugung erneuerbarer Energien; Die Berücksichtigung erneuerbarer Energien in suboptimalen Verteilernetzen; Kosten; Fehlende Speicherlösungen für erneuerbare Energie auf lokaler, nationaler und europäischer Ebene. Gleichzeitig werden PtG-Konzepte zur Bereitstellung von Erdgas oder SNG in der existierenden, sehr großen europäischen Infrastruktur beitragen und den bereits vorteilhaften und kontinuierlich verringerten ökologischen Fußabdruck als primärem/sekundärem Energieträger verbessern. Daher wird SORE&GO zeigen, dass PtG-Konzepte die Lücken, die mit erneuerbaren Energien und deren sicherer Bereitstellung verknüpft sind, überbrücken können. STORE&GO wird die Akzeptanz erneuerbarer Energietechnologien durch die Demonstration der Brückentechnologie an drei "lebenden" Standorten in Europa erhöhen.

 

• erhöhte interne Wärmerezirkulation ermöglicht die Minimierung der Luftzufuhr zum Reformer aufgrund strukturierter zellulärer Keramiken die mit stabilen und recyclebaren Edelmetallkatalysatoren, die eine erhöhte Verkokungsresistenz aufweisen, beschichtet sind.
• eine angepasste Druck-Temperatur Swing Adsorption (PTSA), die in der Lage ist Rückführung von Wärme sowohl unter Druck als auch bei niederen Temperaturen zu gewährleisten um die H₂ Abtrennung von CO2 und N₂ zu ermöglichen.
• ein rekuperativer Brenner der auf Basis zellulärer Keramiken der in der Lage ist die niederkalorischen PTSA-Produktgase zu verwenden und so Wärme für die oben genannten Prozesschritte zur Verfügung zu stellen.