Ultradünne Pd-Membranen als Basis für effiziente Reaktions- und Transportprozesse
Ultradünne Palladium-Schichten auf porösen keramischen Trägern bieten großes Potenzial für die effiziente Wasserstoffabtrennung. Die extrem dünnen Schichten im Nanometerbereich ermöglichen hohe Wasserstoff-Durchflüsse und reduzieren gleichzeitig den Edelmetallverbrauch erheblich. Dieser Ansatz verspricht zum einen kostengünstige Membranen mit hoher Effizienz und Reinheit und eröffnet zum anderen durch die katalytischen Eigenschaften des Palladiums neue Möglichkeiten für Reaktionen wie der Methan- oder Methanolsynthese. Möglich wird auf diese Weise die direkte Kombination von Elektrolyse und katalytischen Prozessen, die zusätzliche Kompressionsschritte überflüssig machen und den Gesamtprozess deutlich wirtschaftlicher gestalten.
Ziel des Projekts ist die Entwicklung ultradünner Edelmetallmembranen auf kapillarförmigen Trägern, um besseren Durchfluss und höhere Druckstabilität zu erreichen. Nach der Synthese werden die Membranen hinsichtlich ihrer Durchlässigkeit und Stabilität getestet und anschließend in Hochdruckelektrolysen eingesetzt. Sie dienen sowohl zur Aufreinigung von Wasserstoff als auch zur Einspeisung in direkt angeschlossene chemische Synthesen, wie der Methanisierung. Im Projekt werden zudem Konzepte für den Reaktor- und die Abdichtung der Membranen entwickelt, optimale Betriebsparameter festgelegt und Skalierungsmöglichkeiten geprüft. Ein abschließender Vergleich der Ergebnisse mit bestehenden Technologien soll die Vorteile der neuen Ansätze verdeutlichen.
