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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Team Sauerstoffpermeable Membrane

Sauerstofftransportmembranen (OTM) bieten eine energieeffiziente Möglichkeit Sauerstoff bei erhöhten Temperaturen, d.h. 500 - 900 °C, aus der Luft abzutrennen. OTM-Materialien sind Keramiken mit gemischter ionischer und elektronischer Leitfähigkeit (MIEC). Dieser Prozess verbraucht keine Energie und ist daher sehr effizient. Allerdings ist eine bestimmte Temperatur über 500 °C notwendig, damit um die Ionendiffusion schnell genug abläuft. Die Auswahl des geeigneten Werkstoffes hängt stark von der jeweiligen Anwendung ab und bestimmt die Betriebsbedingungen, insbesondere Temperatur, Druck und Atmosphäre. Optimierte Membranen sollten so dünn wie möglich sein und einen mechanisch stabilen Träger mit ausreichender Porosität besitzen, um die Sauerstoffzufuhr zur dünnen Membranschicht zu ermöglichen. Idealerweise erleichtern feine poröse Oberflächenaktivierungsschichten auf beiden Seiten der Membran den Oberflächenaustausch. Das Material der Wahl für die Entwicklung von Hochleistungswerkstoffen war BSCF. Der nächste Schritt wird ein Proof of Concept für diese Komponenten sein. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Verbesserung der Membranstabilität unter Beibehaltung der gewünschten funktionellen Eigenschaften. Asymmetrische BSCF- oder LSCF-Membranen werden mit externen Partnern daraufhin untersucht, ob sie sich für die Intensivierung chemischer Prozesse eignen, beispielsweise um Sauerstoff für katalytische Reaktionen, wie die Umwandlung von Methan in Kohlenwasserstoffe, effizient bereitzustellen. Diese Aktivitäten werden mit externen Partnern konsequent ausgebaut.

Sauerstoffpermeable Membrane

Team Sauerstoffpermeable Membrane
Arbeitsgruppe Gastrennmembranen: Dr. Stefan Baumann
Dr. Stefan Baumann
Teamleiter
Telefon: +49 2461 61-8961
E-Mail: s.baumann@fz-juelich.de
Arbeitsgruppe Pulvermetallurgie: Jörn Faul
Jörn Faul
Technischer Mitarbeiter
Telefon: +49 2461 61-6470
E-Mail: j.faul@fz-juelich.de
Team Sauerstoffpermeable Membrane: Guanghu He
Dr. Guanghu He
Doktorand
Telefon: +49 2461 61-9702
E-Mail: gu.he@fz-juelich.de
Arbeitsgruppe Gastrennmembranen: Stefan Heinz
Stefan Heinz
Technischer Mitarbeiter
Telefon: +49 2461 61-4594
E-Mail: s.heinz@fz-juelich.de
Team Sauerstoffpermeable Membrane: Madhumidha Ramasamy
Yang Liu
Telefon: +49 2461 61-2253
E-Mail: ya.liu@fz-juelich.de
Arbeitsgruppe Gastrennmembranen: Falk Schulze-Küppers
Dr. Falk Schulze-Küppers
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Telefon: +49 2461 61-6712
E-Mail: f.schulze@fz-juelich.de


Anschrift

Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-1)
Werkstoffsynthese und Herstellungsverfahren

Forschungszentrum Jülich GmbH
Wilhelm-Johnen-Straße
52428 Jülich

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