Innovative Katalytische Membran-Reaktoren – Materialinnovationen von Katalysator und Membran
Um nachhaltig den Bedarf von Industrie und den Konsumenten in der Gesellschaft an bereits etablierten Produkten zu decken, ist eine Weiterentwicklung der konventionellen Herstellungsverfahren notwendig. Damit zukünftig Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen und mit Hilfe von erneuerbaren Energien hergestellt werden können, ist die Entwicklung neuer Materialien in Form hocheffizienter katalytischer und membranbasierter Technologien unerlässlich. Diese Technologien finden synergetisch gekoppelt in katalytischen Membranreaktoren Anwendung.
Für die Entwicklung von Membranreaktoren ist insbesondere die Kopplung zwischen transmembranem Stofftransport und der Reaktionskinetik essenziell. Bei einer optimalen Abstimmung werden genauso viele Moleküle durch die Membran in die Reaktionszone transportiert, wie durch die Reaktion umgesetzt werden. Demzufolge ist die Kombination aus Katalysator und Membranmaterial sowie deren Abstimmung von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung von Membranreaktoren. Daher werden in diesem Projekt alle drei Teilaspekte, Katalysatorentwicklung, Membranentwicklung und deren Kopplung in katalytischen Membranreaktoren, sowohl separat als auch in Kombination untersucht und erforscht. Die Membranentwicklung wird durch die Rauschert Kloster Veilsdorf GmbH gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme durchgeführt, die Katalysatorentwicklung, kinetische Beschreibung und Modellbildung sowie die Kopplung der entwickelten Membranen und Katalysatoren in Membranreaktoren durch die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Begleitet wird das Projekt durch die assoziierten Partner AECI Schirm GmbH, Chemiewerke Bad Köstritz GmbH und die OHplus GmbH.
In den einzelnen Entwicklungsstufen kommen sowohl experimentelle als auch simulationsbasierte Forschungsansätze zum Tragen, um die im Labormaßstab erzielten Ergebnisse in den Demonstratormaßstab zu übertragen und zu testen.
Ziel des Projekts ist ein optimal abgestimmtes System aus Katalysator- und Membranmaterial, welches in einem katalytischen Membranreaktor für die Selektivoxidation von grünem Methanol zu grünen Oxygenaten (Methylformiat und Dimethoxymethan) angewendet wird.
